JPH11330426A - Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same

Info

Publication number
JPH11330426A
JPH11330426A JP12910298A JP12910298A JPH11330426A JP H11330426 A JPH11330426 A JP H11330426A JP 12910298 A JP12910298 A JP 12910298A JP 12910298 A JP12910298 A JP 12910298A JP H11330426 A JPH11330426 A JP H11330426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
memory cell
line
source line
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP12910298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Kunori
勇一 九ノ里
Atsushi Oba
敦 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP12910298A priority Critical patent/JPH11330426A/en
Priority to US09/184,865 priority patent/US6144584A/en
Publication of JPH11330426A publication Critical patent/JPH11330426A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0408Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/34Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
    • G11C16/3436Arrangements for verifying correct programming or erasure
    • G11C16/344Arrangements for verifying correct erasure or for detecting overerased cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/34Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
    • G11C16/3436Arrangements for verifying correct programming or erasure
    • G11C16/344Arrangements for verifying correct erasure or for detecting overerased cells
    • G11C16/345Circuits or methods to detect overerased nonvolatile memory cells, usually during erasure verification
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/10Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the top-view layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately read out a data from memory cells, without the effects of leakage current in memory cells in a state of excessive erase or excessive write. SOLUTION: A source wire selection transistor, connecting a main source wire and sub-source wires 5a to 5d to be conducted in response to a signal voltage of the corresponding word wires 2a to 2h, is formed. The sub-source wires 5a to 5d are provided corresponding to a combination of the word wires 2a to 2h. A read/write operation is conducted with the use of channel hot electron/Fowler-Nordheim current in applying a voltage to the word wires and bit wires to avoid overvoltage transmission from the main source wires to the subsource wires.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は不揮発性半導体記
憶装置に関し、特に、フラッシュメモリと呼ばれるメモ
リセルが1個のフローティングゲート型電界効果トラン
ジスタで構成される不揮発性半導体記憶装置に関する。
より特定的には、メモリセルトランジスタのしきい値電
圧が低い場合においても安定にデータの読出を行なうた
めの構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell called a flash memory is composed of one floating gate type field effect transistor.
More specifically, the present invention relates to a structure for stably reading data even when a threshold voltage of a memory cell transistor is low.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報を不揮発的に記憶するメモリとし
て、フラッシュメモリと一般に呼ばれるメモリが知られ
ている。このフラッシュメモリにおいては、メモリセル
は、1個のフローティングゲート型電界効果トランジス
タで構成される。データの記憶は、フローティングゲー
トへの電子の注入/引抜きにより行なわれる。Nチャネ
ルメモリセルトランジスタの場合、フローティングゲー
トへの電子の注入時、フローティングゲート型電界効果
トランジスタ(メモリセルトランジスタ)のしきい値電
圧Vthが高くなり、一方、フローティングゲートから
電子を引抜くことにより、メモリセルトランジスタのし
きい値電圧Vthが低くなる。フローティングゲート
は、絶縁膜で他の部分から電気的に分離されており、電
子が持続的に保持される。このフローティングゲートの
電荷量によるしきい値電圧Vthの高低を、2値情報の
“1”および“0”に対応させる。
2. Description of the Related Art As a memory for storing information in a nonvolatile manner, a memory generally called a flash memory is known. In this flash memory, a memory cell is composed of one floating gate type field effect transistor. Data is stored by injecting / extracting electrons into / from the floating gate. In the case of an N-channel memory cell transistor, when electrons are injected into the floating gate, the threshold voltage Vth of the floating gate type field effect transistor (memory cell transistor) increases. On the other hand, by extracting electrons from the floating gate, The threshold voltage Vth of the memory cell transistor decreases. The floating gate is electrically separated from other parts by an insulating film, and electrons are continuously held. The level of the threshold voltage Vth based on the charge amount of the floating gate is made to correspond to the binary information “1” and “0”.

【0003】データ読出時においては、高いしきい値電
圧と低いしきい値電圧の中間の電圧を制御電極に与え、
このメモリセルトランジスタに電流が流れるか否かを検
出することによりデータの読出を行なう。
In data reading, an intermediate voltage between a high threshold voltage and a low threshold voltage is applied to a control electrode,
Data is read by detecting whether or not a current flows through the memory cell transistor.

【0004】不揮発性半導体記憶装置においては、メモ
リセルは行列状に配列され、各行に対応してワード線が
配列され、また各列に対応してビット線が配列される。
しきい値電圧を小さくする場合、所定数のメモリセル単
位で実行される。フローティングゲートへの電子の注入
および引抜きの程度を示すメモリセルの書込/消去特性
にばらつきが存在する場合、あるメモリセルのしきい値
電圧Vthが低くなり、0Vに近づくと、そのメモリセ
ルのリーク電流が増加する。このような、しきい値電圧
が低く、0Vに近くまたは負電圧となる状態は、NOR
型フラッシュメモリにおいては「過消去」状態と呼ばれ
る。ここで、NOR型フラッシュメモリは、1列のメモ
リセルが、すべて共通のビット線に接続される構成を称
する。一方、DINOR型フラッシュメモリにおいて
は、このようなしきい値電圧が過度に低い状態は「過書
込(オーバープログラム)」状態と呼ばれる。ここで、
DINOR型フラッシュメモリでは、1列のメモリセル
に対し複数の副ビット線が配置され、これらの副ビット
線にメモリセルが接続し、副ビット線は、選択トランジ
スタを介して主ビット線に接続される。
In a nonvolatile semiconductor memory device, memory cells are arranged in rows and columns, word lines are arranged corresponding to rows, and bit lines are arranged corresponding to columns.
In the case where the threshold voltage is reduced, the operation is performed in units of a predetermined number of memory cells. When there is a variation in the write / erase characteristics of the memory cell indicating the degree of injection and extraction of electrons into and from the floating gate, the threshold voltage Vth of a certain memory cell decreases. Leakage current increases. Such a state in which the threshold voltage is low and close to 0 V or negative voltage is caused by NOR
In the flash memory, it is called an "over-erased" state. Here, the NOR flash memory refers to a configuration in which memory cells in one column are all connected to a common bit line. On the other hand, in the DINOR type flash memory, such a state where the threshold voltage is excessively low is called an "overwrite (overprogram)" state. here,
In a DINOR type flash memory, a plurality of sub-bit lines are arranged for one column of memory cells, the memory cells are connected to these sub-bit lines, and the sub-bit lines are connected to a main bit line via a selection transistor. You.

【0005】このような過消去または過書込のメモリセ
ルが存在する場合、そのリーク電流により、メモリセル
データを正確に読出すことができなくなる問題が生じ
る。ここで、以下の説明においてNOR型フラッシュメ
モリにおける過消去状態およびDINOR型フラッシュ
メモリにおける「過書込」を、一括して称する場合に
は、「オーバーローVth」状態と称する。このような
オーバーローVthのメモリセルの影響を防止するため
に、選択列において、最大2ビットのメモリセルにおい
てのみメモリセル電流を流す構成が提案されている。
When such over-erased or over-written memory cells are present, a problem arises in that memory cell data cannot be accurately read due to the leakage current. Here, in the following description, when the over-erased state in the NOR flash memory and the “overwrite” in the DINOR flash memory are collectively referred to, they are referred to as “over-low Vth” state. In order to prevent the influence of such an over-low Vth memory cell, a configuration has been proposed in which a memory cell current flows only in a memory cell of a maximum of 2 bits in a selected column.

【0006】図78は、従来のNOR型フラッシュメモ
リのアレイ部の構成を概略的に示す図である。図78に
おいては、4行3列に配列されたメモリセルMTを示
す。メモリセルMTは、各々が、1個のフローティング
ゲート型電界効果トランジスタで構成される。メモリセ
ルMTの各行に対応してワード線WLa、WLb、WL
cおよびWLdが配設され、メモリセルMTの各列に対
応してビット線BLa、BLbおよびBLcが配設され
る。隣接するワード線の組、すなわちワード線WLaお
よびWLbに接続するメモリセルMTに対し副ソース線
SSLaが配設され、またワード線WLcおよびWLd
に接続するメモリセルMTに対し副ソース線SSLbが
配設される。メモリセルの各行においては対応の行のワ
ード線WLa〜WLd上の信号電位に応答して導通する
ソース線選択トランジスタSSTa〜SSTdが設けら
れる。これらのソース線選択トランジスタSSTa〜S
STdは、導通時主ソース線MSLを対応の行に配設さ
れた副ソース線SSLaまたはSSLbに接続する。さ
らに、主ソース線MSLは、ダイオードDaおよびDb
を介して副ソース線SSLaおよびSSLbに接続され
る。
FIG. 78 schematically shows a structure of an array portion of a conventional NOR type flash memory. FIG. 78 shows memory cells MT arranged in four rows and three columns. Each of the memory cells MT is composed of one floating gate type field effect transistor. Word lines WLa, WLb, WL corresponding to each row of memory cells MT
c and WLd are arranged, and bit lines BLa, BLb and BLc are arranged corresponding to each column of memory cells MT. Sub-source line SSLa is provided for a pair of adjacent word lines, ie, memory cells MT connected to word lines WLa and WLb, and word lines WLc and WLd
Are connected to the memory cell MT connected to the sub-source line SSLb. In each row of the memory cells, there are provided source line select transistors SSTa to SSTd which are turned on in response to signal potentials on word lines WLa to WLd of the corresponding row. These source line select transistors SSTa-S
STd connects the main source line MSL to the sub-source line SSLa or SSLb arranged in the corresponding row when conducting. Further, the main source line MSL is connected to the diodes Da and Db.
Are connected to sub-source lines SSLa and SSLb.

【0007】データ読出時においては、選択ワード線に
約5V、また、選択ビット線に、読出電圧として約1V
が印加され、主ソース線MSLに0Vが印加される。
今、ワード線WLaとビット線BLaの交差部に対応し
て配置されるメモリセルMTのデータを読出す場合を考
える。この場合、ワード線WLa上の信号電圧に従っ
て、ソース線選択トランジスタSSTaが導通し、主ソ
ース線MSLが副ソース線SSLaに電気的に接続され
る。非選択ワード線WLb〜WLdの電圧は0Vであ
り、ソース線選択トランジスタSSTb〜SSTdはオ
フ状態を維持する。したがって、副ソース線SSLbは
フローティング状態となり、これらのワード線WLcお
よびWLdに接続するメモリセルの電流経路は遮断され
る。
At the time of data reading, about 5 V is applied to a selected word line, and about 1 V is applied to a selected bit line as a read voltage.
Is applied, and 0 V is applied to the main source line MSL.
Now, consider a case where data is read from memory cell MT arranged corresponding to the intersection of word line WLa and bit line BLa. In this case, according to the signal voltage on word line WLa, source line select transistor SSTa is turned on, and main source line MSL is electrically connected to sub source line SSLa. The voltage of the unselected word lines WLb to WLd is 0 V, and the source line select transistors SSTb to SSTd maintain the off state. Therefore, sub source line SSLb is in a floating state, and the current path of the memory cell connected to these word lines WLc and WLd is cut off.

【0008】ビット線BLa上に電流が流れるか否か
を、図示しないセンスアンプで検出する。ワード線WL
bとビット線BLaの交差部に対応して配置されるメモ
リセルMTがオーバーローVth状態であっても、その
リーク電流はわずかであり、選択メモリセルのデータを
正確に読出すことができる。すなわち、データ読出時に
おいて、最大1ビットのオーバーローVthのメモリセ
ルの影響が選択ビット線上に現われるだけであり、リー
ク電流を十分低減して、正確なデータの読出を図る。し
きい値電圧Vthが負となり、リーク電流が大きくて
も、1ビット不良が生じるだけであり、誤り検出・訂正
回路でこの不良は修正できる。
Whether a current flows on the bit line BLa is detected by a sense amplifier (not shown). Word line WL
Even if memory cell MT arranged corresponding to the intersection of b and bit line BLa is in an over-low Vth state, its leakage current is slight, and data of the selected memory cell can be read accurately. In other words, at the time of data reading, only the effect of the memory cell having the overlow Vth of 1 bit at the maximum appears on the selected bit line, and the leak current is sufficiently reduced to read the data accurately. Even if the threshold voltage Vth becomes negative and the leak current is large, only a one-bit defect occurs, and this defect can be corrected by an error detection / correction circuit.

【0009】次に、ワード線WLaとビット線BLaの
交差部に対応して配置されたメモリセルMTへの書込動
作について説明する。この書込動作においては、メモリ
セルMTのしきい値電圧が高くされる。この場合には、
ワード線WLaに約12V、ビット線BLaに約6V、
主ソース線MSLに0Vが印加される。ソース線選択ト
ランジスタSSTaがオン状態となり、副ソース線SS
La上に接地電圧0Vが伝達される。これにより、選択
メモリセルMTにおいて、ドレイン近傍の高電界による
アバランシェブレイクダウンにより熱電子が発生され、
この熱電子がフローティングゲートに注入される。非選
択ビット線BLbおよびBLcならびに非選択ワード線
WLb〜WLdは、接地電圧レベルに保持されて、ソー
ス線選択トランジスタSSTb〜SSTdはオフ状態に
なる。
Next, a write operation to the memory cell MT arranged corresponding to the intersection of the word line WLa and the bit line BLa will be described. In this write operation, the threshold voltage of memory cell MT is raised. In this case,
About 12V to the word line WLa, about 6V to the bit line BLa,
0 V is applied to the main source line MSL. The source line selection transistor SSTa is turned on, and the sub source line SS
A ground voltage of 0 V is transmitted on La. Thereby, in the selected memory cell MT, thermoelectrons are generated by avalanche breakdown due to the high electric field near the drain,
These thermoelectrons are injected into the floating gate. Unselected bit lines BLb and BLc and unselected word lines WLb to WLd are held at the ground voltage level, and source line select transistors SSTb to SSTd are turned off.

【0010】消去動作モード時、すなわちメモリセルM
Tのしきい値電圧Vthを低くする場合には、ワード線
WLa〜WLdに0Vが印加され、主ソース線MSLに
約12Vが印加され、かつビット線BLa〜BLcが、
すべてオープン状態(開放状態)に設定される。この主
ソース線MSL上の12Vの高電圧は、ダイオードDa
およびDbを介して副ソース線SSLaおよびSSLb
上に伝達される。これにより、メモリセルMTそれぞれ
においてフローティングゲートとソースとの間に高電界
が印加され、ファウラー・ノルドハイム(FN)トンネ
リング現象により、フローティングゲートからソースへ
電子が引抜かれる。消去動作モード時においては、ワー
ド線WLa〜WLdがすべて接地電圧レベルに保持され
るため、ソース線選択トランジスタSSTa〜SSTd
がオフ状態を維持する。したがって、高電圧をメモリセ
ルMTのソースに印加するためにダイオード素子Daお
よびDbが必要となる。
In the erase operation mode, that is, when the memory cell M
To lower the threshold voltage Vth of T, 0 V is applied to the word lines WLa to WLd, about 12 V is applied to the main source line MSL, and the bit lines BLa to BLc are
All are set to the open state (open state). The high voltage of 12 V on the main source line MSL is connected to the diode Da.
And source lines SSLa and SSLb via Db and Db
Conveyed on. As a result, a high electric field is applied between the floating gate and the source in each of the memory cells MT, and electrons are extracted from the floating gate to the source by the Fowler-Nordheim (FN) tunneling phenomenon. In the erase operation mode, word lines WLa to WLd are all held at the ground voltage level, so that source line select transistors SSTa to SSTd
Maintain the off state. Therefore, diode elements Da and Db are required to apply a high voltage to the source of memory cell MT.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図78に示すようなフ
ラッシュメモリの場合、副ソース線を2本の隣接するワ
ード線でのみ共有する構成とすることにより、データ読
出時、ビット線それぞれにおいて、最大1ビットの過消
去状態のメモリセルのリーク電流が影響を及ぼすだけで
あり、過消去状態のメモリセルによるデータの誤った読
出を防止することが可能である。しかしながら、この図
78に示す構成の場合、副ソース線SSL(SSLa,
SSLb)それぞれに対し、ダイオードD(Da,D
b)を設ける必要がある。したがって、ワード線のピッ
チが、ダイオードDaおよびDbの大きさにより決定さ
れ、このためワード線ピッチを小さくすることができ
ず、高集積化が困難になるという問題が生じる。
In the case of a flash memory as shown in FIG. 78, the sub-source line is configured to be shared only by two adjacent word lines. Only the leak current of the memory cell in the over-erased state of at most 1 bit has an effect, and erroneous reading of data by the memory cell in the over-erased state can be prevented. However, in the case of the configuration shown in FIG. 78, the sub source line SSL (SSLa, SSLa,
For each SSLb), a diode D (Da, D
b) needs to be provided. Therefore, the pitch of the word lines is determined by the sizes of the diodes Da and Db, so that the pitch of the word lines cannot be reduced, which causes a problem that high integration becomes difficult.

【0012】また、このダイオードを除去することによ
り、ワード線ピッチを小さくすることが、たとえば特開
平6−275083号公報に示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-275083 discloses that the word line pitch is reduced by removing the diode.

【0013】図79は、この先行技術において示される
メモリアレイ部の構成を概略的に示す図である。図79
においては、図78と対応する部分には同一参照番号を
付し、その詳細説明は省略する。この図79に示すよう
に、副ソース線SSLaは、ソース線選択トランジスタ
SSTaおよびSSTbを介して主ソース線MSLに接
続され、副ソース線SSLbは、ソース線選択トランジ
スタSSTcおよびSSTdを介して主ソース線MSL
に接続される。
FIG. 79 schematically shows a structure of a memory array portion shown in the prior art. Fig. 79
In FIG. 78, portions corresponding to those in FIG. 78 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 79, sub source line SSLa is connected to main source line MSL via source line select transistors SSTa and SSTb, and sub source line SSLb is connected to main source line via source line select transistors SSTc and SSTd. Line MSL
Connected to.

【0014】この図79に示す配置において、データ読
出時においては、図78に示すメモリと同じ電圧印加が
行なわれる。一方、しきい値電圧を高くする書込モード
時においては、括弧内において示すような電圧が印加さ
れる。ここで図79においては、ワード線WLaとビッ
ト線BLaのメモリセルへの書込時の電圧印加が示され
る。
In the arrangement shown in FIG. 79, at the time of data reading, the same voltage is applied as in the memory shown in FIG. On the other hand, in the write mode in which the threshold voltage is increased, a voltage as shown in parentheses is applied. Here, FIG. 79 shows voltage application at the time of writing to the memory cells of word line WLa and bit line BLa.

【0015】すなわち、ワード線WLaは、12Vに設
定され、非選択ワード線WLb〜WLdは、接地電圧0
Vレベルに設定される。また、選択ビット線BLaに
は、書込データに応じて0Vまたは6Vの電圧が伝達さ
れ、非選択ビット線BLbおよびBLcは、オープン状
態(開放状態)に設定される。主ソース線MSLには、
6Vの電圧が印加される。したがってこの状態において
は、副ソース線SSLa上には、ソース線選択トランジ
スタSSTaを介して6Vが伝達される。選択ビット線
BLa上に伝達される電圧0Vおよび6Vは、書込デー
タの“0”および“1”に従って設定される。ビット線
BLaが0Vに設定された場合、このビット線BLaと
ワード線WLaの交差部に対応して配置されるメモリセ
ルMTにおいては、副ソース線SSLaからビット線B
Laにチャネル電流が流れ、この副ソース線SSLaに
接続する不純物領域(ソース領域)において、高電界が
発生し、この高電界によりアバランシェブレイクダウン
による熱電子(チャネルホットエレクトロン)が生成さ
れて、フローティングゲートに電子が注入される。
That is, the word line WLa is set to 12 V, and the unselected word lines WLb to WLd are
It is set to V level. A voltage of 0 V or 6 V is transmitted to selected bit line BLa according to write data, and unselected bit lines BLb and BLc are set to an open state (open state). In the main source line MSL,
A voltage of 6V is applied. Therefore, in this state, 6 V is transmitted to sub source line SSLa via source line select transistor SSTa. Voltages 0V and 6V transmitted on selected bit line BLa are set according to "0" and "1" of the write data. When bit line BLa is set to 0V, in memory cell MT arranged corresponding to the intersection of bit line BLa and word line WLa, bit line B is shifted from sub-source line SSLa to bit line B.
A channel current flows through La, and a high electric field is generated in the impurity region (source region) connected to the sub-source line SSLa. The high electric field generates thermal electrons (channel hot electrons) due to avalanche breakdown, thereby causing floating. Electrons are injected into the gate.

【0016】一方、ビット線BLaが6Vに設定された
場合には、メモリセルMTのソースおよびドレイン電圧
は同じであり、チャネル電流は流れず、フローティング
ゲートへの電子の注入は生じない。したがってこの状態
においては、消去状態を維持する。しかしながら、この
配置においては、ワード線WLa上の電圧が12Vと高
電圧であるため、ビット線BLbおよびBLcに接続さ
れるメモリセルトランジスタが導通し、ビット線BLb
およびBLcに、副ソース線SSLaからの電圧6Vが
伝達される。したがって、非選択ワード線WLb〜WL
dに接続されるメモリセルのビット線に接続される不純
物領域(ドレイン領域)に対し6Vが伝達され、従来
「ドレインディスターブ」と呼ばれるストレスが印加さ
れ、この非選択メモリセルのビット線電圧により、ファ
ウラー・ノルドハイムトンネリング電流による電子の引
抜またはバンド間トンネリング電流による正孔のフロー
ティングゲートへの注入などにより、フローティングゲ
ートの電荷量が変化し、そのしきい値電圧が変化すると
いう問題が生じる。
On the other hand, when bit line BLa is set to 6 V, the source and drain voltages of memory cell MT are the same, no channel current flows, and no injection of electrons into the floating gate occurs. Therefore, in this state, the erased state is maintained. However, in this arrangement, since the voltage on word line WLa is as high as 12 V, the memory cell transistors connected to bit lines BLb and BLc conduct, and bit line BLb
And BLc, a voltage of 6 V from sub-source line SSLa is transmitted. Therefore, unselected word lines WLb-WL
6 V is transmitted to the impurity region (drain region) connected to the bit line of the memory cell connected to d, a stress conventionally called “drain disturb” is applied, and the bit line voltage of the unselected memory cell causes Due to the extraction of electrons by the Fowler-Nordheim tunneling current or the injection of holes into the floating gate by the inter-band tunneling current, the amount of charge in the floating gate changes and the threshold voltage changes.

【0017】この場合、たとえば1行のメモリセルすべ
てに対し同時にデータの書込を行なうことが考えられ
る。しかしながら、データ書込時において、ドレインア
バランシェにより生成した熱電子の注入およびチャネル
ホットエレクトロンによるチャネル領域からの電子のフ
ローティングゲートへの注入時において流れる電流は大
きく(たとえば1セルあたり数100μA〜数mA)、
1行のメモリセルすべてに対し同時に書込を行なうこと
は通常は、困難である。
In this case, for example, it is conceivable to simultaneously write data to all memory cells in one row. However, at the time of data writing, the current flowing when injecting thermoelectrons generated by the drain avalanche and injecting electrons from the channel region into the floating gate by channel hot electrons is large (for example, several hundred μA to several mA per cell). ,
It is usually difficult to simultaneously write to all memory cells in one row.

【0018】消去動作モード時においては、図80に示
すように、ワード線WLa〜WLdは、すべて接地電圧
の0Vレベルに設定される。選択ビット線BLaに約1
0Vの電圧が印加され、一方、非選択ビット線BLbお
よびBLcは、オープン状態に設定される。この状態に
おいて、ソース線選択トランジスタSSTa〜SSTd
は、すべてオフ状態になり、副ソース線SSLaおよび
SSLbは、オープン状態に設定される。この状態にお
いては、ビット線BLaに接続されるメモリセルMTに
おいてフローティングゲートとドレインとの間に大きな
電圧が印加され、このフローティングゲートとドレイン
領域との間の高電界によるファウラー・ノルドハイム電
流により、フローティングゲートから電子が引抜かれ
る。したがって、この場合、ビット線BLaに接続され
るメモリセルMTがすべて消去される。1つのワード線
を選択して複数ビットの同時書込みを行なう構成では、
データを保持すべきセルも消去されるため、この列単位
の消去は適用できない。
In the erase operation mode, as shown in FIG. 80, all word lines WLa to WLd are set to the ground voltage 0V level. Approximately 1 to selected bit line BLa
A voltage of 0 V is applied, while the unselected bit lines BLb and BLc are set to an open state. In this state, the source line selection transistors SSTa to SSTd
Are all turned off, and sub-source lines SSLa and SSLb are set to an open state. In this state, a large voltage is applied between the floating gate and the drain in the memory cell MT connected to the bit line BLa, and a floating field is generated by the Fowler-Nordheim current due to the high electric field between the floating gate and the drain region. Electrons are extracted from the gate. Therefore, in this case, all memory cells MT connected to bit line BLa are erased. In a configuration in which one word line is selected and a plurality of bits are simultaneously written,
Since the cells that should retain data are also erased, this column-wise erasure cannot be applied.

【0019】この図79および80に示すように、単に
書込および消去時において、従来のフラッシュメモリの
ソース領域およびドレイン領域とその機能を逆にする構
成においても、その書込時において選択メモリセルと同
一列に接続されるメモリセルのみならず、非選択列のメ
モリセルに対しても、ドレインディスターブストレスが
印加されて安定に、データを保持することができなくな
るという問題が生じる。
As shown in FIGS. 79 and 80, in a configuration in which the functions are reversed from those of the source and drain regions of the conventional flash memory only at the time of writing and erasing, the selected memory cell is not written at the time of writing. The drain disturb stress is applied not only to the memory cells connected to the same column but also to the memory cells in the non-selected columns, causing a problem that data cannot be stably held.

【0020】上述のような過消去の問題は、図81に示
すようなDINOR型フラッシュメモリにおいては、過
書込として生じる。
The above-described problem of over-erasing occurs as overwriting in a DINOR type flash memory as shown in FIG.

【0021】図81は、従来のDINOR型フラッシュ
メモリの要部の構成を概略的に示す図である。図81に
おいては、1つの主ビット線MBLに接続する2つの副
ビット線SBLaおよびSBLbを代表的に示す。メイ
ンビット線MBLには、さらに列方向に沿って複数の副
ビット線SBLが接続される。副ビット線SBLaおよ
びSBLbとワード線WLaおよびWLbの交差部に対
応して、メモリセルMTが配置される。このメモリセル
MTは、フローティングゲート型電界効果トランジスタ
で構成される。副ビット線SBLaおよびSBLbは、
それぞれセクタ選択ゲートSGaおよびSGbを介して
主ビット線MBLに接続される。このセクタ選択ゲート
SGaおよびSGbは、セクタ選択信号φSAおよびφ
SBの活性化に応答して導通する。
FIG. 81 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a conventional DINOR type flash memory. FIG. 81 representatively shows two sub-bit lines SBLa and SBLb connected to one main bit line MBL. A plurality of sub-bit lines SBL are further connected to the main bit line MBL along the column direction. Memory cells MT are arranged corresponding to the intersections between sub-bit lines SBLa and SBLb and word lines WLa and WLb. This memory cell MT is constituted by a floating gate type field effect transistor. The sub-bit lines SBLa and SBLb are
Each is connected to main bit line MBL via sector select gates SGa and SGb. These sector selection gates SGa and SGb provide sector selection signals φSA and φSA.
It conducts in response to the activation of SB.

【0022】このDINOR型フラッシュメモリにおい
ては、主ビット線MBLには、メモリセルは接続され
ず、副ビット線SBLaおよびSBLbにのみメモリセ
ルMTが接続される。したがってビット線のデータ読出
時における負荷容量が小さく、高速のデータの読出を行
なうことができる。
In this DINOR type flash memory, no memory cell is connected to main bit line MBL, and memory cell MT is connected only to sub-bit lines SBLa and SBLb. Therefore, the load capacity at the time of reading data from the bit line is small, and high-speed data reading can be performed.

【0023】書込動作時においては、選択ワード線に−
8V程度の電圧が印加され、選択副ビット線には6V程
度の電圧が印加され、非選択ワード線には接地電圧0V
が印加され、非選択副ビット線はフローティング状態に
保持される。このとき、選択副ビット線に書込データに
応じて0Vまたは6Vの電圧が印加される。6Vの電圧
が印加されたサブビット線に接続するメモリセルにおい
て、ファウラー・ノルドハイムトンネリング電流によ
り、フローティングゲートから電子が引抜かれ、メモリ
セルのしきい値電圧が低くなる。
In a write operation, the selected word line
A voltage of about 8 V is applied, a voltage of about 6 V is applied to a selected sub-bit line, and a ground voltage of 0 V is applied to a non-selected word line.
Is applied, and the unselected sub-bit line is kept in a floating state. At this time, a voltage of 0 V or 6 V is applied to the selected sub-bit line according to the write data. In the memory cell connected to the sub-bit line to which the voltage of 6 V is applied, electrons are extracted from the floating gate by the Fowler-Nordheim tunneling current, and the threshold voltage of the memory cell decreases.

【0024】消去モード時においては、選択ワード線に
10V程度の電圧が印加され、メモリセルMTのバック
ゲートおよび副ソース線SSLに−8V程度の電圧が印
加される。メモリセルトランジスタのチャネル全面から
のファウラー・ノルドハイムトンネリング電流を用いて
フローティングゲートへの電子の注入を行ない、メモリ
セルのしきい値電圧Vthを高くする。
In the erase mode, a voltage of about 10 V is applied to the selected word line, and a voltage of about -8 V is applied to the back gate and the sub-source line SSL of the memory cell MT. Electrons are injected into the floating gate by using Fowler-Nordheim tunneling current from the entire channel of the memory cell transistor to increase the threshold voltage Vth of the memory cell.

【0025】このようなDINOR型フラッシュメモリ
においては、副ビット線に接続されるメモリセルの数
は、NOR型フラッシュメモリの数に比べて少ないもの
の、副ビット線においては数多くのメモリセルが存在し
ており、過書込状態のメモリセルが存在するときにおい
ては、リーク電流により、正確なデータの読出を行なう
ことができなくなるという問題が生じる。
In such a DINOR type flash memory, although the number of memory cells connected to the sub-bit line is smaller than that of the NOR type flash memory, many memory cells exist in the sub-bit line. Therefore, when there is a memory cell in an overwritten state, there arises a problem that accurate data cannot be read due to a leak current.

【0026】それゆえ、この発明の目的は、アレイ面積
を増大させることなく正確にデータを読出すことのでき
る不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of accurately reading data without increasing the array area, and a method of manufacturing the same.

【0027】この発明の他の目的は、メモリセルのしき
い値電圧が低い場合においても安定にかつ正確にデータ
の読出を行なうことのできる不揮発性半導体記憶装置お
よびその製造方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of stably and accurately reading data even when the threshold voltage of a memory cell is low, and a method of manufacturing the same. is there.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る不揮発性
半導体記憶装置は、行および列に配列され、各々がフロ
ーティング型トランジスタからなる複数のメモリセル
と、各行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリ
セルの制御電極ノードが接続する複数のワード線と、列
に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルの第
1導通ノードが接続する複数のビット線と、各行におい
て設けられ、対応の行のワード線上の信号電圧に応答し
て選択的に導通し、導通時対応の行のメモリセルの第2
導通ノードへ基準電圧を伝達する複数の選択トランジス
タと、メモリセルのフローティングゲートへの電子の注
入動作モード時、選択メモリセルの第1および第2導通
ノード間のチャネル領域の熱電子が該選択メモリセルの
フローティングゲートへ注入されかつフローティングゲ
ートから電子を引抜く動作モード時選択メモリセルのフ
ローティングゲートとチャネル領域との間にファウラー
・ノルドハイムトンネリング電流が流れるように選択メ
モリセルの接続するワード線およびビット線の電圧を設
定する手段を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device arranged in rows and columns, a plurality of memory cells each including a floating type transistor, and a plurality of memory cells each corresponding to each row. A plurality of word lines to which the control electrode nodes of the memory cells in the corresponding row are connected, and a plurality of bit lines which are arranged corresponding to the columns and are respectively connected to the first conduction nodes of the memory cells in the corresponding column. Provided in each row, selectively conducting in response to a signal voltage on a word line of the corresponding row, and a second one of the memory cells of the corresponding row when conducting.
A plurality of select transistors for transmitting a reference voltage to the conductive node and, in an operation mode of injecting electrons into the floating gate of the memory cell, thermal electrons in a channel region between the first and second conductive nodes of the selected memory cell are used as the selected memory. A word line connected to the selected memory cell so that a Fowler-Nordheim tunneling current flows between the floating gate of the selected memory cell and the channel region in an operation mode in which electrons are injected into the floating gate of the cell and electrons are extracted from the floating gate; Means for setting the bit line voltage is provided.

【0029】請求項2に係る不揮発性半導体記憶装置
は、行および列に配列され、各々がフローティングゲー
ト型トランジスタで構成される複数のメモリセルと、各
行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリセルの
制御電極ノードが接続する複数のワード線と、列に対応
して配置され、各々に対応の列のメモリセルの第1導通
ノードが接続する複数のビット線と、各行において設け
られ、対応の行に配置されたワード線上の信号電圧に応
答して選択的に導通し、導通時対応の行のメモリセルの
第2導通ノードへ基準電圧を伝達する複数の選択トラン
ジスタと、メモリセルのフローティングゲートへの電子
の注入を行なう動作モード時、選択メモリセルの第1お
よび第2導通ノード間のチャネル領域と対応のフローテ
ィングゲートとの間でファウラー・ノルドハイム電流が
流れかつフローティングゲートからの電子の引抜き時、
フローティングゲートと第1導通ノードとの間にファウ
ラー・ノルドハイムトンネリング電流が流れるように選
択メモリセルに接続するワード線およびビット線の電圧
を設定する手段を備える。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device arranged in rows and columns, a plurality of memory cells each including a floating gate type transistor, and a plurality of memory cells arranged corresponding to each row. A plurality of word lines connected to the control electrode nodes of the memory cells in the row, a plurality of bit lines arranged corresponding to the columns, each connected to the first conduction node of the memory cell in the corresponding column, and a plurality of bit lines provided in each row A plurality of select transistors selectively conducting in response to a signal voltage on a word line arranged in a corresponding row, and transmitting a reference voltage to a second conduction node of a memory cell in the corresponding row when conducting; In the operation mode in which electrons are injected into the floating gate of the cell, between the channel region between the first and second conduction nodes of the selected memory cell and the corresponding floating gate And Fowler-Nordheim current flows during the extraction of electrons from the floating gate,
Means are provided for setting the voltage of a word line and a bit line connected to the selected memory cell so that a Fowler-Nordheim tunneling current flows between the floating gate and the first conduction node.

【0030】請求項3に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の基準電圧が、動作モードにかか
わらず一定の電圧レベルに保持される。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the third aspect, the reference voltage of the first or second aspect is maintained at a constant voltage level regardless of the operation mode.

【0031】請求項4に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2のソース線選択トランジスタが、
フローティングゲート型電界効果トランジスタで構成さ
れる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, the source line selection transistor comprises:
It is composed of a floating gate type field effect transistor.

【0032】請求項5に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項4のソース線選択トランジスタが、メモリセ
ルと同じ書込および消去特性を有する。
In a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth aspect, the source line selection transistor according to the fourth aspect has the same writing and erasing characteristics as a memory cell.

【0033】請求項6に係る不揮発性半導体記憶装置
は、フローティングゲートへの電子の注入を行なう動作
モード時、選択メモリセルと同じ行に配置された選択ト
ランジスタは、対応の行のメモリセルがすべてフローテ
ィングゲートへ電子が注入されるときそのフローティン
グゲートへ電子が注入されるように基準電圧のレベルを
設定する手段をさらに含む。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, in the operation mode in which electrons are injected into the floating gate, all of the select transistors arranged in the same row as the selected memory cell have the memory cells in the corresponding row. Means for setting a reference voltage level such that electrons are injected into the floating gate when electrons are injected into the floating gate.

【0034】請求項7に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項4の装置が、さらに、フローティングゲート
からの電子を引抜く動作モード時、選択メモリセルと同
じ行に配置されたソース線選択トランジスタのフローテ
ィングゲートから電子を引抜くように基準電圧のレベル
を設定する手段を備える。
According to a seventh aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth aspect, in the operation mode for extracting electrons from the floating gate, the source line selection transistor arranged on the same row as the selected memory cell Means for setting the level of the reference voltage so as to extract electrons from the floating gate.

【0035】請求項8に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置において、各ビット線が、
各々に複数のメモリセルの第1導通ノートが接続する複
数の副ビット線と、複数の副ビット線に共通に設けられ
る主ビット線とを有する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, each bit line is
Each of the sub bit lines includes a plurality of sub bit lines connected to the first conduction note of the plurality of memory cells, and a main bit line provided in common to the plurality of sub bit lines.

【0036】この請求項8の不揮発性半導体記憶装置
は、さらに、主ビット線と複数の副ビット線の選択され
た副ビット線とを接続し、主ビット線電圧と所定電圧と
を比較する手段を備える。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the main bit line is connected to a selected one of the plurality of sub bit lines, and the main bit line voltage is compared with a predetermined voltage. Is provided.

【0037】請求項9に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、複数のビット
線に含まれる測定対象の被判定ビット線と実質的に同じ
容量値を有する容量手段と、この容量手段を所定電圧レ
ベルに充電する手段と、容量手段と被判定ビット線と接
続しかつ被判定ビット線の電圧を基準値と比較する手段
を備える。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, further comprising a capacitor having substantially the same capacitance value as the bit line to be measured included in the plurality of bit lines. Means, means for charging the capacity means to a predetermined voltage level, means for connecting the capacity means to the bit line to be determined, and means for comparing the voltage of the bit line to be determined with a reference value.

【0038】請求項10に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項9の容量手段が、複数のビット線に含まれる
特定のビット線である。
According to a tenth aspect of the nonvolatile semiconductor memory device, the capacitance means of the ninth aspect is a specific bit line included in a plurality of bit lines.

【0039】請求項11に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、複数のビット
線の2本のビット線をそれぞれ所定電圧レベルに充電さ
れた容量手段に結合する手段と、この容量手段との結合
後、2本のビット線の電圧が同じレベルであるか否かを
判別する手段をさらに備える。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, the two bit lines of the plurality of bit lines are further coupled to capacitance means charged to a predetermined voltage level, respectively. And means for determining whether or not the voltages of the two bit lines are at the same level after the coupling with the capacitance means.

【0040】請求項12に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、各々が所定数
の行のメモリセルに共通に設けられ、各々が対応の所定
数の行の上に設けられたソース線選択トランジスタから
の基準電圧を対応の所定数の行のメモリセルの第2導通
ノードへ伝達する複数の基準電圧伝達線と、データ読出
モード時、選択ワード線を含む所定数の行の組において
非選択ワード線の電圧を絶対値において選択ビット線上
に伝達される電圧よりも小さくかつ選択ワード線上の電
圧と極性の異なる電圧レベルに設定する手段を備える。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, wherein each of the plurality of memory cells is provided in common with a predetermined number of rows. A plurality of reference voltage transmission lines for transmitting a reference voltage from a source line selection transistor provided above to a second conduction node of a corresponding predetermined number of rows of memory cells; and a predetermined word line including a selected word line in a data read mode. Means are provided for setting the voltage of the unselected word line in the set of several rows to a voltage level which is smaller in absolute value than the voltage transmitted on the selected bit line and has a polarity different from that of the voltage on the selected word line.

【0041】請求項13に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の不揮発性半導体記憶装置が、さ
らに、複数のワード線各々に対応してかつ互いに別々に
設けられ、各々が対応の行の選択トランジスタからの基
準電圧を対応の行のメモリセルの第2導通ノードへ伝達
する複数の基準電圧伝達線を備える。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, the nonvolatile semiconductor memory device is further provided for each of the plurality of word lines and separately from each other. A plurality of reference voltage transmission lines for transmitting a reference voltage from a selection transistor in a row to a second conduction node of a memory cell in a corresponding row.

【0042】請求項14に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置において各列のメモリセル
が複数のグループに分割され、ビット線は、各列におい
て複数のグループに対応して配置されかつ各々に対応の
グループのメモリセルが接続する複数のビット線を備え
る。複数のグループは隣接行のメモリセルが異なるグル
ープに属するようにグループ化される。
According to a fourteenth aspect, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, the memory cells in each column are divided into a plurality of groups, and the bit lines correspond to the plurality of groups in each column. A plurality of bit lines are provided and each connected to a corresponding group of memory cells. The plurality of groups are grouped so that memory cells in adjacent rows belong to different groups.

【0043】請求項15に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、隣接する2行
の組各々に対応して配置され、各々が対応の行のソース
線選択トランジスタからの基準電圧を対応の隣接する2
行のメモリセルへ伝達する複数の基準電圧伝達線を備え
る。複数のビット線は、各列に2本ずつ配置されかつ同
一列の基準電圧伝達線を共有する行のメモリセルは異な
るビット線に接続される。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, the source line selection transistor is further arranged corresponding to each of a pair of two adjacent rows. The reference voltage from the corresponding adjacent 2
A plurality of reference voltage transmission lines for transmitting to a row of memory cells are provided. A plurality of bit lines are arranged two in each column, and memory cells in a row sharing a reference voltage transmission line in the same column are connected to different bit lines.

【0044】請求項16に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、各行に対応し
て配置され、各々が対応の行のソース線選択トランジス
タからの基準電圧を対応の行のメモリセルの第2導通ノ
ードへ伝達する配線層をさらに備える。この配線層は、
メモリセルが形成される基板よりも上層に形成される。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, further arranged corresponding to each row, each corresponding to a reference voltage from a source line selection transistor of a corresponding row. And a wiring layer transmitting to the second conduction node of the memory cells in the row. This wiring layer
It is formed above the substrate on which the memory cell is formed.

【0045】請求項17に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項16の配線層が、シート抵抗が20Ω/□以
下である。
According to a seventeenth aspect of the present invention, the wiring layer has a sheet resistance of 20 Ω / □ or less.

【0046】請求項18に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項14の装置が、さらに、同一列において複数
のグループ各々に対応して配置されるビット線が、異な
る配線層に形成される導電配線で形成される。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourteenth aspect, the bit line arranged corresponding to each of the plurality of groups in the same column is formed in a different wiring layer. It is formed by wiring.

【0047】請求項19に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項15の2本のビット線は、互いに異なる配線
層に形成される。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the nineteenth aspect, the two bit lines according to the fifteenth aspect are formed in mutually different wiring layers.

【0048】請求項20に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項14の不揮発性半導体記憶装置が、複数のグ
ループ各々に対応して配置されるビット線の各々が、互
いに異なる配線層に形成される導電性配線を含み、かつ
行方向に隣接するビット線部分は互いに異なる配線層に
形成される配線部分を備える。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourteenth aspect, the bit lines arranged corresponding to the plurality of groups are formed in different wiring layers. The bit line portions including conductive wirings adjacent to each other in the row direction include wiring portions formed on different wiring layers.

【0049】請求項21に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項14または15の不揮発性半導体記憶装置に
おいて、メモリセルが形成される活性領域が、ビット線
延在方向に沿って2列に整列するようにずらせて配置さ
れる。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourteenth or fifteenth aspect, active regions in which memory cells are formed are aligned in two columns along the bit line extending direction. It is arranged to be shifted.

【0050】請求項22に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項21の装置において、ビット線延在方向に隣
接する2つのメモリセルがビット線への接続をとるため
のコンタクト孔を共有し、メモリセルが形成される活性
領域は、ビット線延在方向に沿って2個のメモリセルご
とにワード線延在方向に1セル分ずらせて配置される。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the twenty-first aspect, two memory cells adjacent to each other in the bit line extending direction share a contact hole for making a connection to the bit line, The active region in which the memory cells are formed is arranged so as to be shifted by one cell in the word line extending direction for every two memory cells along the bit line extending direction.

【0051】請求項23に係る不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1または2の装置が、さらに、ソース線選択
トランジスタに基準電圧を伝達するための主基準電圧線
と、データ読出動作モード時、この主基準電圧線の電流
を検知してデータ読出を行なうセンス手段を備える。請
求項24に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、
行および列に配列されかつ各々が制御電極とフローティ
ングゲート型電界効果型トランジスタからなる複数の不
揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各々に
対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、各
行に配置され、対応の行のワード線の電圧に従って導通
し、導通時対応の行のメモリセルへ基準電圧を伝達する
複数のソース線選択トランジスタとを含む不揮発性半導
体記憶装置の製造方法である。メモリセルは、コントロ
ールゲートとフローティングゲートとの間に第1のエッ
チャントに対しエッチングレートの低い絶縁膜を含む。
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device according to the first or second aspect, further comprising: a main reference voltage line for transmitting a reference voltage to the source line selection transistor; Sense means for detecting the current of the main reference voltage line and reading data is provided. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 24,
A plurality of non-volatile memory cells arranged in rows and columns and each including a control electrode and a floating gate type field effect transistor; and a plurality of non-volatile memory cells arranged corresponding to each row and connected to the memory cells of the corresponding row. A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a word line; and a plurality of source line select transistors arranged in each row, which conduct according to the voltage of the word line in the corresponding row, and transmit a reference voltage to the memory cells in the corresponding row when conducting. It is a manufacturing method. The memory cell includes an insulating film having a lower etching rate than the first etchant between the control gate and the floating gate.

【0052】この請求項24に係る製造方法は、ソース
線選択トランジスタ形成領域とメモリセル形成領域との
境界領域において第1のエッチャントを用いて湿式エッ
チングを行なって絶縁膜を除去する工程と、この第1の
工程の後、ワード線を形成する第2の工程と、第2の工
程の後、ソース線選択トランジスタを形成するための領
域をマスクし、第1の工程でエッチングが行なわれた領
域を含む領域に対し絶縁膜をエッチング除去する第3の
工程とを含む。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a method of performing wet etching using a first etchant in a boundary region between a source line selection transistor forming region and a memory cell forming region to remove an insulating film. After the first step, a second step for forming a word line, and after the second step, a region for forming a source line selection transistor is masked, and a region etched in the first step is formed. A third step of etching and removing the insulating film from the region including.

【0053】請求項25に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造方法は、行および列に配列され、各々がフローテ
ィングゲート型電界効果型トランジスタからなる複数の
不揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各々
に対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、
各行に対応して配置され、各々が対応の行のワード線の
信号電圧に応答して導通し、導通時基準電圧を伝達する
複数の選択トランジスタと、ワード線各々に対応して設
けられ、各々が対応のソース線選択トランジスタからの
基準電圧を対応のワード線に接続するメモリセルへ伝達
する複数の基準電圧伝達線とを含む不揮発性半導体記憶
装置の製造方法である。メモリセルの各々は、第1の導
通ノードと、対応の基準電圧伝達線に接続する第2の導
通ノードとを有する。この製造方法は、列方向において
隣接するメモリセルの第1導通ノードをマスクしかつ第
2導通ノード形成領域において、第1導電型のドーパン
トを注入して第2導通ノードおよび基準電圧伝達線を形
成する第1のステップと、この第1ステップの後、選択
的に第2導通ノード形成領域内に第2導電型ドーパント
を注入して第1ドーパントを相殺して分離領域を形成す
る第2の工程とを含む。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising a plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns, each of which is composed of a floating gate type field effect transistor, and arranged corresponding to each row. A plurality of word lines each connected to a memory cell of a corresponding row;
A plurality of selection transistors arranged corresponding to each row, each conducting in response to a signal voltage of a word line of the corresponding row, and transmitting a reference voltage when conducting, and provided corresponding to each word line, respectively And a plurality of reference voltage transmission lines transmitting a reference voltage from a corresponding source line selection transistor to a memory cell connected to a corresponding word line. Each of the memory cells has a first conduction node and a second conduction node connected to a corresponding reference voltage transmission line. According to this manufacturing method, a first conductive node of a memory cell adjacent in a column direction is masked, and a dopant of a first conductivity type is implanted in a second conductive node formation region to form a second conductive node and a reference voltage transmission line. A second step of selectively implanting a second conductivity type dopant into the second conduction node forming region to offset the first dopant to form an isolation region after the first step. And

【0054】請求項26に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造方法は、行および列に配列されかつ各々がフロー
ティングゲート型電界効果型トランジスタからなる複数
の不揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各
々に対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線
と、各行に対応して配置され、各々が対応の行のワード
線の信号電圧に応答して導通し、導通時基準電圧を伝達
する複数のソース線選択トランジスタと、ワード線各々
に対応して設けられ、各々が対応のソース線選択トラン
ジスタからの基準電圧を対応のワード線に接続するメモ
リセルへ伝達する複数の基準電圧伝達線とを含む不揮発
性半導体記憶装置の製造方法である。メモリセルは、第
1導通ノードと、対応の基準電圧伝達線に接続する第2
の導通ノードとを有する。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns and each including a floating gate type field effect transistor are arranged corresponding to each row. And a plurality of word lines to which the memory cells of the corresponding row are connected, respectively, and are arranged corresponding to each row, each of which conducts in response to the signal voltage of the word line of the corresponding row, and sets a reference voltage at the time of conduction. A plurality of source line selecting transistors for transmitting, and a plurality of reference voltage transmitting circuits provided corresponding to each of the word lines, each transmitting a reference voltage from the corresponding source line selecting transistor to a memory cell connected to the corresponding word line. And a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device including a line. The memory cell has a first conduction node and a second reference node connected to a corresponding reference voltage transmission line.
And a conduction node.

【0055】請求項26に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造方法は、列方向において隣接するメモリセルの第
2導通ノードの間の分離領域をマスクして、選択的に第
2導通ノード形成のための高濃度のイオン注入を行な
い、前記メモリセルの第2導通ノードおよび基準電圧伝
達線となる不純物領域を形成するステップを備える。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device is provided for selectively forming a second conductive node by masking an isolation region between second conductive nodes of memory cells adjacent in a column direction. Performing high-concentration ion implantation to form an impurity region serving as a second conduction node and a reference voltage transmission line of the memory cell.

【0056】請求項27に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造方法は、行および列に配列されかつ各々がフロー
ティングゲート型電界効果トランジスタからなる複数の
不揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各々
に対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、
各行に配置され、各々が対応の行のワード線の信号電圧
に応答して導通し、導通時基準電圧を伝達する複数のソ
ース線選択トランジスタと、ワード線それぞれに対応し
て設けられ、各々が対応のソース線選択トランジスタか
らの基準電圧を対応のワード線に接続するメモリセルへ
伝達する複数の基準電圧伝達線を含む不揮発性半導体記
憶装置の製造方法である。メモリセルは、第1導通ノー
ドと、対応の基準電圧伝達線に接続する第2導通ノード
とを有する。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, a plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns and each including a floating gate type field effect transistor are arranged corresponding to each row. A plurality of word lines each connected to a memory cell in a corresponding row;
A plurality of source line selection transistors arranged in each row, each conducting in response to a signal voltage of a word line in the corresponding row, and transmitting a reference voltage at the time of conduction, and provided corresponding to each word line, each provided A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device including a plurality of reference voltage transmission lines transmitting a reference voltage from a corresponding source line selection transistor to a memory cell connected to a corresponding word line. The memory cell has a first conduction node and a second conduction node connected to a corresponding reference voltage transmission line.

【0057】この請求項27に係る不揮発性半導体記憶
装置の製造方法は、列方向において隣接するメモリセル
の第2導通ノード形成領域およびその間の領域域にわた
って分離絶縁膜を形成しかつ所定形状にパターニングし
て第2導通ノード形成領域を露出させるステップと、こ
の分離絶縁膜をマスクとしてイオン注入を行なって第2
導通ノードおよびそれに接続する基準電圧伝達線となる
領域を形成する工程とを備える。分離絶縁膜は、熱酸化
膜である。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, an isolation insulating film is formed over a second conductive node forming region of a memory cell adjacent in a column direction and a region therebetween, and is patterned into a predetermined shape. Exposing the second conductive node formation region, and performing ion implantation using the isolation insulating film as a mask.
Forming a conduction node and a region serving as a reference voltage transmission line connected to the conduction node. The isolation insulating film is a thermal oxide film.

【0058】請求項28に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造方法は、請求項27の熱酸化膜を選択的に形成す
るステップが、列方向において隣接するメモリセルの第
2導通ノード領域およびそれらの間の領域全面にわたっ
て第1の熱酸化膜を形成するステップと、第2導通ノー
ド領域および基準電圧分離領域を除いて第1の熱酸化膜
をエッチング除去して第2導通ノード形成領域および基
準電圧伝達線形成領域を露出させるステップとを含む。
In the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 28, the step of selectively forming the thermal oxide film according to claim 27 includes the steps of: Forming a first thermal oxide film over the entire area between the second conductive node region and the reference voltage isolation region by removing the first thermal oxide film by etching except for the second conductive node region and the reference voltage isolation region; Exposing the transmission line forming region.

【0059】フローティングゲートから電子を引抜く動
作モード時、選択メモリセルのフローティングゲートと
チャネル領域の間でファウラー・ノルドハイム電流によ
り電子を引抜き、かつフローティングゲートへの電子の
注入時、第1および第2導通ノード間のチャネル領域の
熱電子をフローティングゲートへ注入するように構成し
ているため、非選択ビット線上に高電圧が印加されるこ
とがなく、この非選択ビット線上のメモリセルのドレイ
ンディスターブストレスが不必要に印加されるのを防止
することができる。
In the operation mode in which electrons are extracted from the floating gate, electrons are extracted between the floating gate and the channel region of the selected memory cell by a Fowler-Nordheim current, and when the electrons are injected into the floating gate, the first and second electrons are extracted. Since the configuration is such that thermal electrons in the channel region between the conduction nodes are injected into the floating gate, a high voltage is not applied to the unselected bit line, and the drain disturb stress of the memory cell on the unselected bit line is reduced. Can be prevented from being applied unnecessarily.

【0060】また、フローティングゲートへの電子の注
入をチャネル領域とフローティングゲートとの間のファ
ウラー・ノルドハイム電流で行ないかつフローティング
ゲートから電子の引抜きモード時、フローティングゲー
トと第2導通ノードとの間にファウラー・ノルドハイム
トンネル電流が流れるようにしているため、非選択ビッ
ト線を介してメモリセルに不必要に高電圧が印加される
ことはなく、ドレインディスターブストレスを緩和する
ことができ、安定にデータの保持を行なうことができ
る。
In addition, electrons are injected into the floating gate by a Fowler-Nordheim current between the channel region and the floating gate, and in a mode of extracting electrons from the floating gate, the Fowler is connected between the floating gate and the second conduction node.・ Since the Nordheim tunnel current flows, unnecessary high voltage is not applied to the memory cell via the unselected bit line, drain disturb stress can be reduced, and data can be stably transferred. Retention can be performed.

【0061】また、単に、基準電圧伝達線は、ソース線
選択トランジスタにより基準電圧が伝達されるだけであ
り、ダイオードのような高電圧を印加するための素子を
設ける必要がなく、アレイ占有面積を低減することがで
き、ワード線ピッチを低減することができる。
Further, the reference voltage transmission line merely transmits the reference voltage by the source line selection transistor, and there is no need to provide an element for applying a high voltage such as a diode. And the word line pitch can be reduced.

【0062】[0062]

【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、この発
明の実施の形態1に従う不揮発半導体記憶装置のアレイ
部の構成を概略的に示す図である。図1において、Nチ
ャネルフローティングゲート型電界効果トランジスタで
構成されるメモリセルMTが行および列に配列される。
図1においては、8行6列に配列されたメモリセルMT
を示す。この図1に示す構成が、行および列方向に沿っ
て繰返し設けられる。
[First Embodiment] FIG. 1 schematically shows a structure of an array portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, memory cells MT each formed of an N-channel floating gate type field effect transistor are arranged in rows and columns.
In FIG. 1, memory cells MT arranged in 8 rows and 6 columns
Is shown. The configuration shown in FIG. 1 is provided repeatedly along the row and column directions.

【0063】メモリセルの各列に対応してビット線1a
〜1fが配置される。これらのビット線1a〜1fの各
々には、対応の列のメモリセルMTの第1の導通ノード
としてのドレインノードが共通に接続される。メモリセ
ルMTの各行に対応してワード線2a〜2hが配設され
る。ワード線2a〜2hの各々には、対応の行のメモリ
セルMTの制御電極が接続される。
Bit line 1a corresponding to each column of memory cells
To 1f. Each of bit lines 1a to 1f is commonly connected to a drain node as a first conduction node of memory cell MT in a corresponding column. Word lines 2a to 2h are provided corresponding to each row of memory cells MT. Each of the word lines 2a to 2h is connected to a control electrode of a memory cell MT in a corresponding row.

【0064】列方向において隣接する2行のワード線に
共通に基準電圧伝達線としての副ソース線5a〜5dが
設けられる。これらの副ソース線5a〜5dの各々に
は、対応の行のメモリセルの第2の導通ノード(ソー
ス)が共通に接続される。副ソース線5aが、ワード線
2aおよび2bに共通に設けられ、副ソース線5bが、
ワード線2cおよび2dに共通に設けられ、副ソース線
5cが、ワード線2eおよび2fに共通に設けられ、副
ソース線5dが、ワード線2gおよび2hに共通に設け
られる。
Sub-source lines 5a to 5d as reference voltage transmission lines are provided commonly to two adjacent word lines in the column direction. Each of these sub-source lines 5a to 5d is commonly connected to a second conduction node (source) of a memory cell in a corresponding row. Sub source line 5a is provided commonly to word lines 2a and 2b, and sub source line 5b is
Word line 2c and 2d are provided in common, sub source line 5c is provided in common to word lines 2e and 2f, and sub source line 5d is provided in common to word lines 2g and 2h.

【0065】メモリセルMTの各行においてさらに、対
応の行のワード線2a〜2h上の信号電圧に応答して導
通し、主ソース線3を対応の副ソース線5a〜5dにそ
れぞれ接続するソース線選択トランジスタ4a〜4hが
設けられる。主ソース線3上には、動作モードに関わら
ず、常時接地電圧(0V)が伝達される。次に、この図
1に示す不揮発性半導体記憶装置の書込、消去および読
出動作について説明する。
In each row of memory cells MT, furthermore, the source lines are rendered conductive in response to the signal voltages on word lines 2a to 2h of the corresponding row, and connect main source line 3 to corresponding sub source lines 5a to 5d, respectively. Select transistors 4a to 4h are provided. The ground voltage (0 V) is always transmitted to the main source line 3 regardless of the operation mode. Next, write, erase and read operations of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 1 will be described.

【0066】(i) 書込動作モード この図1に示す不揮発性半導体記憶装置は、ビット線1
a〜1fにメモリセルMTのドレインが接続されてお
り、NOR型フラッシュメモリである。この場合、書込
動作モードは、メモリセルMTのしきい値電圧Vthを
高くする動作モードであり、メモリセルMTのフローテ
ィングゲートへの電子の注入が行なわれる。今、ビット
線1aとワード線2aの交差部に対応して配置されるメ
モリセルMTに対する書込を行なう場合を考える。この
場合においては、図1に示すように、選択ワード線2a
にたとえば10Vの電圧が印加され、選択ビット線1a
に5Vの電圧が印加される。非選択ワード線2b〜2h
および非選択ビット線1b〜1fは、接地電圧レベルに
保持される。この状態においては、ワード線2aに接続
するソース線選択トランジスタ4aがオン状態となり、
主ソース線3上の接地電圧(0V)を対応の副ソース線
5a上に伝達する。
(I) Write operation mode The nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.
The drain of the memory cell MT is connected to a to 1f, which is a NOR flash memory. In this case, the write operation mode is an operation mode in which the threshold voltage Vth of memory cell MT is increased, and electrons are injected into the floating gate of memory cell MT. Now, consider a case where writing is performed on a memory cell MT arranged corresponding to the intersection of bit line 1a and word line 2a. In this case, as shown in FIG.
Is applied to the selected bit line 1a.
Is applied with a voltage of 5V. Unselected word lines 2b to 2h
And unselected bit lines 1b to 1f are held at the ground voltage level. In this state, the source line selection transistor 4a connected to the word line 2a is turned on,
The ground voltage (0 V) on main source line 3 is transmitted to corresponding sub source line 5a.

【0067】この状態においては、図2(A)に示すよ
うに、選択メモリセルにおいてはチャネルが形成されて
チャネル電流が流れ、このチャネル電流において加速さ
れた電子が熱電子となり、フローティングゲートへ注入
される。すなわち、選択メモリセルへの書込動作時にお
いては、チャネルホットエレクトロンを用いた書込が行
なわれる。非選択メモリセルにおいては、図2(B)に
示すように、対応のソース線選択トランジスタが、オフ
状態であり、副ソース線が、オープン状態であり、チャ
ネル電流は流れず、またドレイン高電界もドレインノー
ドの電圧が0Vであり生成されず、フローティングゲー
トへの電子の注入は行なわれない。
In this state, as shown in FIG. 2A, a channel is formed in the selected memory cell and a channel current flows, and electrons accelerated by the channel current become thermoelectrons and injected into the floating gate. Is done. That is, at the time of the writing operation to the selected memory cell, writing using channel hot electrons is performed. In the unselected memory cell, as shown in FIG. 2B, the corresponding source line selection transistor is off, the sub-source line is open, no channel current flows, and the drain high electric field is not applied. Also, the voltage of the drain node is 0 V and is not generated, and electrons are not injected into the floating gate.

【0068】選択ワード線2aに接続される非選択メモ
リセルにおいては、図2(C)に示すように、ソースお
よびドレインが接地電圧(0V)であり、制御電極ノー
ドに10Vの高電圧を受けるだけであり、チャネル電流
は流れず、フローティングゲートへの電子の注入は行な
われない。非選択ビット線に接続されるメモリセルにお
いては、対応のワード線上の電圧が10Vまたは0Vで
あっても、ビット線が0Vの電圧レベルに保持されるた
め、ドレインディスターブストレスが印加されるのは、
この選択ビット線1aに接続されるメモリセルだけであ
り、図80に示す構成の不揮発性半導体記憶装置に比
べ、ドレインディスターブストレスが印加される回数を
低減することができ、ドレインディスターブストレスを
大幅に緩和することができる。
In the unselected memory cell connected to the selected word line 2a, as shown in FIG. 2C, the source and the drain are at the ground voltage (0V), and the control electrode node receives a high voltage of 10V. Only, no channel current flows, and no electrons are injected into the floating gate. In a memory cell connected to an unselected bit line, even if the voltage on the corresponding word line is 10 V or 0 V, the bit line is kept at the voltage level of 0 V, so that the drain disturb stress is applied. ,
Only the memory cells connected to the selected bit line 1a can reduce the number of times the drain disturb stress is applied as compared with the nonvolatile semiconductor memory device having the configuration shown in FIG. 80, and greatly reduce the drain disturb stress. Can be eased.

【0069】(ii) 消去動作モード時 図3は、消去動作モード時における電圧印加態様を示す
図である。この消去モード時においては、選択メモリセ
ルのフローティングゲートから電子が引抜かれる。選択
メモリセルに対しては、図3(A)に示すように、制御
電極ノードが負の−17Vの電圧レベルに設定され、対
応のビット線が0Vに設定される。非選択ワード線にお
いては、接地電圧(0V)が伝達され、また非選択ビッ
ト線に対しても0Vが伝達される。この状態において、
たとえば図1に示すビット線1aとワード線2aの交差
部に対応して配置されるメモリセルMTが選択されて消
去が行なわれる場合を考える。この状態においては、図
3(B)に示すように、対応のソース線選択トランジス
タは、ゲートに−17Vの電圧を受けており、この電圧
は主ソース線3上の電圧(0V)よりも低い電圧であ
り、オフ状態を維持し、副ソース線5aは、オープン状
態となる。残りの非選択ワード線に接続されるメモリセ
ルも、図3(C)に示すらうに、その制御電極ノードに
0Vの電圧を受け、またビット線には0Vの電圧が伝達
される。非選択ワード線対応のソース線選択トランジス
タは、図3(D)に示すように、オフ状態であり、対応
の副ソース線は、オープン状態を維持する。この状態に
おいては、基板表面上のチャネル領域とフローティング
ゲートとの間に大きな電界が印加され、図3(E)に示
すように、チャネル領域全面とフローティングゲートと
の間でファウラ・ノルドハイムトンネリング電流が流
れ、このフローティングゲートに蓄積された電子が、基
板領域に引抜かれる。他の非選択メモリセルにおいて
は、その制御電極ノードが0Vであり、電子の引抜きは
行なわれない。したがって、選択ワード線に接続される
メモリセルに対し、一括して、消去が行なわれる。ビッ
ト線はすべて0Vの電圧レベルであり、また選択された
1行のメモリセルの制御電極へは、負の−17Vの電圧
レベルが伝達され、かつ対応の副ソース線は、オープン
状態のためである。
(Ii) Erase Operation Mode FIG. 3 is a diagram showing a voltage application mode in the erase operation mode. In the erase mode, electrons are extracted from the floating gate of the selected memory cell. For the selected memory cell, as shown in FIG. 3A, the control electrode node is set to a negative voltage level of −17 V, and the corresponding bit line is set to 0 V. The ground voltage (0 V) is transmitted to unselected word lines, and 0 V is also transmitted to unselected bit lines. In this state,
For example, consider the case where memory cell MT arranged corresponding to the intersection of bit line 1a and word line 2a shown in FIG. 1 is selected and erased. In this state, as shown in FIG. 3B, the corresponding source line selection transistor receives a voltage of −17 V at the gate, and this voltage is lower than the voltage (0 V) on main source line 3. The voltage is a voltage, and the off state is maintained, and the sub source line 5a is in an open state. As shown in FIG. 3 (C), the memory cells connected to the remaining unselected word lines also receive a voltage of 0 V on their control electrode nodes and a voltage of 0 V on their bit lines. As shown in FIG. 3D, the source line selection transistor corresponding to the unselected word line is in the off state, and the corresponding sub-source line remains open. In this state, a large electric field is applied between the channel region on the substrate surface and the floating gate, and as shown in FIG. 3E, the Fowler-Nordheim tunneling current flows between the entire channel region and the floating gate. Flows, and the electrons accumulated in the floating gate are extracted to the substrate region. In other unselected memory cells, the control electrode node is at 0 V, and no electrons are extracted. Therefore, erasing is performed on the memory cells connected to the selected word line all at once. All the bit lines are at a voltage level of 0 V, a negative voltage level of -17 V is transmitted to the control electrode of the memory cell of the selected row, and the corresponding sub-source line is open. is there.

【0070】(iii) データ読出モード時 図4(A)−(D)は、データ読出時のメモリセルへの
印加電圧を示す図である。図4(A)に示すように、選
択メモリセルが接続するワード線上には3.3Vの電圧
が印加され、選択メモリセルが接続するビット線上には
1Vの電圧が印加される。選択メモリセルは、ビット線
に接続される不純物領域(普通ノード)がドレインノー
ドであり、副ソース線に接続する導通ノードがソースで
ある。したがって、この図4(A)に示す選択メモリセ
ルは、そのしきい値電圧に従ってオンまたはオフ状態と
なる。選択ワード線上の電圧3.3Vは、書込状態にお
けるしきい値電圧Vthと消去状態におけるしきい値電
圧Vthの間の電圧レベルである。選択ソース線選択ト
ランジスタは、この選択ワード線上の電圧3.3Vを受
けて導通し、主ソース線3上の電圧を対応の副ソース線
上に伝達する(図4(B)参照)。
(Iii) Data Read Mode FIGS. 4A to 4D are diagrams showing voltages applied to memory cells during data read. As shown in FIG. 4A, a voltage of 3.3 V is applied to a word line connected to the selected memory cell, and a voltage of 1 V is applied to a bit line connected to the selected memory cell. In the selected memory cell, the impurity region (normal node) connected to the bit line is a drain node, and the conduction node connected to the sub-source line is the source. Therefore, the selected memory cell shown in FIG. 4A is turned on or off according to the threshold voltage. The voltage 3.3V on the selected word line is a voltage level between the threshold voltage Vth in the write state and the threshold voltage Vth in the erase state. The selected source line selection transistor receives the voltage of 3.3 V on the selected word line, conducts, and transmits the voltage on main source line 3 to the corresponding sub source line (see FIG. 4B).

【0071】一方、非選択セルにおいては、図4(C)
に示すように、ワード線上の電圧およびビット線上の電
圧はともに0Vである。またこの場合、対応のソース線
選択トランジスタも、図4(D)に示すように、0Vの
ワード線電圧を、そのゲートに受けて、オフ状態にあ
る。したがって、非選択セルは、副ソース線がオープン
状態となり、電流経路は遮断される(単に、この副ソー
ス線部分が充放電されるだけである)。
On the other hand, in a non-selected cell, FIG.
As shown in FIG. 7, the voltage on the word line and the voltage on the bit line are both 0V. In this case, the corresponding source line selection transistor also receives the word line voltage of 0 V at its gate and is in the off state, as shown in FIG. Therefore, in the unselected cell, the sub-source line is in the open state, and the current path is cut off (this sub-source line portion is simply charged / discharged).

【0072】したがって、選択セルがビット線に電流の
流れを生じさせるか否かを判定する場合、同様に、ビッ
ト線にリーク電流を流すのは、この選択メモリセルと同
じ副ソース線に接続されるメモリセルだけであり、各列
において、せいぜい1ビットのメモリセルであり、リー
ク電流を大幅に低減することができる。したがって、選
択列と同一列に配置され、かつ副ソース線を共有する非
選択メモリセルが過消去状態にあり、リーク電流を流し
ても、1つのメモリセルのリーク電流は小さく、ほぼ無
視することができ、正確かつ安定にメモリセルデータの
読出を行なうことができる。
Therefore, when it is determined whether or not the selected cell causes a current to flow through the bit line, a leak current is caused to flow through the bit line similarly to the case where the selected memory cell is connected to the same sub-source line. Memory cell, and each column is a memory cell of at most 1 bit, so that the leak current can be greatly reduced. Therefore, the unselected memory cells arranged in the same column as the selected column and sharing the sub-source line are in the over-erased state, and even if a leak current flows, the leak current of one memory cell is small and almost ignored. And accurate and stable reading of memory cell data can be performed.

【0073】ワード線毎にソース線選択トランジスタを
設け、対応のワード線が選択時にのみ対応の副ソース線
に主ソース線の電圧0Vを伝達する構成とすることによ
り、書込モード時においても、単に同一列上のメモリセ
ルのドレインに書込のための高電圧(5V)が印加され
るだけである。残りの非選択ビット線に接続するメモリ
セルが、たとえ選択ワード線上の電圧(10V)に従っ
てオン状態となっても、非選択ビット線の電圧は、副ソ
ース線の電圧と同じ0Vであり、非選択ビット線が、高
電圧レベルとなるのは防止することができ、ドレインデ
ィスターブストレスを大幅に緩和することができ、安定
に、データの破壊を伴うことなく書込動作を行なうこと
ができる。
A source line selection transistor is provided for each word line, and a voltage of 0 V of the main source line is transmitted to the corresponding sub-source line only when the corresponding word line is selected. Only a high voltage (5 V) for writing is applied to the drains of the memory cells on the same column. Even if the memory cells connected to the remaining unselected bit lines are turned on according to the voltage (10 V) on the selected word line, the voltage on the unselected bit line is 0 V, which is the same as the voltage on the sub-source line. The selected bit line can be prevented from being at a high voltage level, the drain disturb stress can be greatly reduced, and the write operation can be performed stably without destruction of data.

【0074】読出モード時においては、選択列において
最大1ビットのメモリセルのリーク電流が選択メモリセ
ルの電流に影響を及ぼすだけであり、この1ビットの非
選択メモリセルがオーバーローVth状態(過消去状
態)であっても、正確にデータの読出を行なうことがで
きる。
In the read mode, the leak current of the memory cell of a maximum of one bit in the selected column only affects the current of the selected memory cell, and the non-selected one-bit memory cell is in the over-low Vth state (excessive). Even in the erased state, data can be read accurately.

【0075】図5は、この発明の実施の形態1に従う不
揮発性半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図で
ある。図5において、この不揮発性半導体記憶装置は、
メモリセルMTが行列状に配列されるメモリセルアレイ
10を含む。図5においては、メモリセルアレイ10に
おいて、1本のワード線2と1本のビット線1と対応の
副ソース線5と、このワード線2に結合されるソース線
選択トランジスタ4と、接地電圧を基準電圧として伝達
する主ソース線3を代表的に示す。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an entire configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the nonvolatile semiconductor memory device
Memory cell MT includes memory cell array 10 arranged in a matrix. In FIG. 5, in memory cell array 10, one word line 2, one bit line 1, and corresponding sub-source line 5, a source line select transistor 4 coupled to word line 2, and a ground voltage. A main source line 3 transmitting as a reference voltage is representatively shown.

【0076】この不揮発性半導体記憶装置は、さらに、
図示しないアドレス信号をデコードして、メモリセルア
レイ10のアドレス指定された行に対応して配置される
ワード線を選択状態へ駆動するためのロウデコーダ11
と、図示しないアドレス信号をデコードして、メモリセ
ルアレイ10のアドレス指定された列を選択する列選択
信号を発生するコラムデコーダ12と、コラムデコーダ
12からの列選択信号に従ってメモリセルアレイ10の
アドレス指定された列を選択する列選択回路13を含
む。図5においては、列選択回路13において、ビット
線1に接続する列選択ゲートYGを代表的に示す。
This nonvolatile semiconductor memory device further comprises:
Row decoder 11 for decoding an address signal (not shown) to drive a word line arranged corresponding to an addressed row of memory cell array 10 to a selected state.
And a column decoder 12 that decodes an address signal (not shown) to generate a column selection signal for selecting an addressed column of the memory cell array 10. The memory cell array 10 is addressed according to a column selection signal from the column decoder 12. A column selection circuit 13 for selecting the selected column. FIG. 5 representatively shows a column selection gate YG connected to bit line 1 in column selection circuit 13.

【0077】この不揮発性半導体記憶装置は、さらに、
データ読出時、列選択回路13により選択されたビット
線に電流が流れるか否かを検出して、データの読出を行
なうセンスアンプ14と、データ書込動作時、書込デー
タに応じた電圧(0Vまたは5V)を生成する書込回路
15と、動作モードに応じた電圧を生成してロウデコー
ダ11へ与えるワード線電圧発生回路16と、動作モー
ドに応じて列選択信号の電圧レベルを決定する電圧を発
生してコラムデコーダ12へ与えるコラム電圧発生回路
17と、主ソース線3へ接地電圧を伝達する接地回路1
8を含む。ワード線電圧発生回路16は、書込モード時
においては、たとえば約10Vの高電圧Vpを生成し、
消去動作モード時には、たとえば約−17Vの負電圧V
nを生成し、読出動作モード時には、たとえば3.3V
の電圧Vccを生成してロウデコーダ11へ与える。コ
ラム電圧発生回路17は、書込モード時、書込データよ
り高い電圧を生成してコラムデコーダ12へ与える。消
去および読出動作モード時においては、メモリセルアレ
イ10のビット線BLは、接地電圧または読出電圧1V
の電圧レベルに設定されるため、このコラムデコーダ1
2からの出力電圧は、電圧Vccレベルに設定される。
ここで、書込モード時、コラムデコーダ12からの列選
択信号の電圧レベルが高くされるのは、列選択回路13
に含まれる列選択ゲートYGのしきい値電圧損失を防止
するためである。接地回路18は、常時主ソース線3に
接地電圧を供給する。
This nonvolatile semiconductor memory device further comprises:
At the time of data reading, it is detected whether or not a current flows through the bit line selected by the column selection circuit 13 to read data, and at the time of data writing operation, a voltage (corresponding to write data) at the time of data writing operation. 0 V or 5 V), a word line voltage generation circuit 16 that generates a voltage according to the operation mode and supplies it to the row decoder 11, and determines the voltage level of the column selection signal according to the operation mode. Column voltage generating circuit 17 for generating a voltage to apply to column decoder 12 and ground circuit 1 for transmitting a ground voltage to main source line 3
8 inclusive. Word line voltage generation circuit 16 generates a high voltage Vp of, for example, about 10 V in the write mode,
In the erase operation mode, for example, a negative voltage V of about -17 V
n in the read operation mode, for example, 3.3 V
Is generated and applied to the row decoder 11. Column voltage generating circuit 17 generates a voltage higher than the write data in the write mode, and applies the generated voltage to column decoder 12. In the erase and read operation modes, bit line BL of memory cell array 10 is connected to ground voltage or read voltage 1V.
Of the column decoder 1
2 is set to the voltage Vcc level.
Here, in the write mode, the voltage level of the column selection signal from column decoder 12 is raised because of the presence of column selection circuit 13.
In order to prevent the threshold voltage loss of the column selection gate YG included in the above. The ground circuit 18 always supplies the ground voltage to the main source line 3.

【0078】ワード線電圧発生回路16およびコラム電
圧発生回路17から、動作モードに応じた電圧を生成す
ることにより、選択メモリセルに対し、書込または消去
に必要な電圧が伝達される。
By generating a voltage corresponding to the operation mode from word line voltage generation circuit 16 and column voltage generation circuit 17, a voltage required for writing or erasing is transmitted to the selected memory cell.

【0079】図6は、図5に示すロウデコーダ11の1
つのワード線に対する部分の構成を示す図である。ロウ
デコーダ11は、図示しないアドレス信号をデコードす
るNAND回路11aと、NAND回路11aの出力信
号と消去モード指示信号Erを受けるEXOR回路11
bと、EXOR回路11bの出力信号を受けるレベル変
換機能を有するインバータ回路11cを含む。EXOR
回路11bは、電源電圧Vccおよび接地電圧GNDを
両動作電源電圧として動作する。インバータ回路11c
は、一方の電源ノードに、電源電圧Vccまたは高電圧
Vpが与えられ、他方電源ノードに、接地電圧GNDま
たは負電圧Vnが与えられる。このインバータ回路11
cは、レベル変換機能を備えており、動作モードに応じ
て、EXOR回路11bの出力信号の電圧レベルを変換
する。
FIG. 6 shows one of the row decoders 11 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a portion for one word line. The row decoder 11 includes a NAND circuit 11a for decoding an address signal (not shown), and an EXOR circuit 11 for receiving an output signal of the NAND circuit 11a and an erase mode instruction signal Er.
b and an inverter circuit 11c having a level conversion function of receiving an output signal of the EXOR circuit 11b. EXOR
Circuit 11b operates using power supply voltage Vcc and ground voltage GND as both operation power supply voltages. Inverter circuit 11c
, One power supply node is supplied with power supply voltage Vcc or high voltage Vp, and the other power supply node is supplied with ground voltage GND or negative voltage Vn. This inverter circuit 11
c has a level conversion function, and converts the voltage level of the output signal of the EXOR circuit 11b according to the operation mode.

【0080】消去モード指示信号Erが非活性状態のL
レベルのときには、EXOR回路11bは、バッファと
して動作し、NAND回路11aからのデコード信号が
インバータ回路11cへ伝達される。NAND回路11
aの出力信号は、選択状態のときにLレベルであり、し
たがって、書込および読出モード時選択ワード線WL
に、電圧VccまたはVpが伝達される。消去モード時
においては、消去モード指示信号ErがHレベルとな
り、EXOR回路11bがインバータとして動作し、選
択ワード線WL上には、インバータ回路11cから負電
圧Vnが伝達される。これにより、各動作モードに応じ
た電圧を、選択ワード線上に伝達することができる。
When erase mode instructing signal Er is inactive L
When the level is at the level, the EXOR circuit 11b operates as a buffer, and the decode signal from the NAND circuit 11a is transmitted to the inverter circuit 11c. NAND circuit 11
a is at the L level in the selected state, so that the selected word line WL in the write and read modes is
, The voltage Vcc or Vp is transmitted. In the erase mode, the erase mode instructing signal Er attains the H level, the EXOR circuit 11b operates as an inverter, and the negative voltage Vn is transmitted from the inverter circuit 11c to the selected word line WL. Thereby, a voltage corresponding to each operation mode can be transmitted to the selected word line.

【0081】以上のように、この発明の実施の形態1に
従えば、NOR型フラッシュメモリにおいて、各行にお
いてソース線選択トランジスタを設け、主ソース線と副
ソース線とを選択的に接続するとともに、書込時にはチ
ャネルホットエレクトロン(CHE)を用いてフローテ
ィングゲートへ電子を注入し、かつ消去モード時にはフ
ァウラー・ノルドハイムトンネリング電流を用いてチャ
ネル領域全面にわたってフローティングゲートから電子
を引抜くように構成しているため、非選択ビット線に接
続されるメモリセルに高電圧が印加されることなく、ド
レインディスターブストレスを大幅に緩和することがで
きる。また主ソース線の電圧レベルも常時一定であり、
ソース線電圧発生部の構成を簡略化できる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the NOR type flash memory, the source line selection transistor is provided in each row, and the main source line and the sub source line are selectively connected. Electrons are injected into the floating gate using channel hot electrons (CHE) during writing, and electrons are extracted from the floating gate over the entire channel region using Fowler-Nordheim tunneling current during the erasing mode. Therefore, the drain disturb stress can be significantly reduced without applying a high voltage to the memory cells connected to the unselected bit lines. Also, the voltage level of the main source line is always constant,
The configuration of the source line voltage generator can be simplified.

【0082】また、通常のデータ読出時において、各列
において最大1ビットのメモリセルのリーク電流が選択
メモリセルデータに対し影響を及ぼすだけであり、その
リーク電流値は小さく、正確にデータの読出を行なうこ
とができる。
In normal data reading, the leakage current of the memory cell of at most 1 bit in each column only affects the selected memory cell data, and the leakage current value is small, so that the data can be read accurately. Can be performed.

【0083】なお、上述の説明においては、NOR型フ
ラッシュメモリが用いられているが、書込はチャネルホ
ットエレクトロン(CHE)を用いて行ない、消去動作
を、チャネル全面にわたるファウラー・ノルドハイム電
流を用いる構成であれば、同様の効果を得ることができ
る。
In the above description, a NOR type flash memory is used, but writing is performed using channel hot electrons (CHE), and erasing operation is performed using Fowler-Nordheim current over the entire channel. Then, the same effect can be obtained.

【0084】また、消去動作モード時においては、選択
ワード線を接地電圧(0V)に設定し、選択ビット線を
8Vに設定することにより、メモリセルトランジスタの
ドレイン端部を用いたファウラー・ノルドハイムトンネ
リング電流により消去を行なうことも可能である。この
場合、選択ワード線の電圧が接地電圧(0V)のレベル
にあれば、対応のソース線選択トランジスタは、オフ状
態であり、副ソース線がオープン状態となる。この場
合、選択ワード線WLを負電圧として、選択ビット線に
印加される電圧レベルを低下させることも可能である。
選択ワード線を接地電圧レベルに設定する場合、チップ
全体の一括消去が行なわれる(ビット線すべてを8V程
度に設定するため)。これは、非選択ビット線に接続す
るメモリセルに高電圧が不必要に印加され、ドレインデ
ィスターブストレスが増加するのを防止するためであ
る。消去単位をチップ全体よりも小さくするためには、
DINOR型と同様に、ビット線を分割するトランジス
タを設ける必要がある。消去単位の数は、このビット線
の分割数により決定される。
In the erase operation mode, the selected word line is set to the ground voltage (0 V) and the selected bit line is set to 8 V, so that the Fowler-Nordheim using the drain end of the memory cell transistor is set. Erasing can be performed by a tunneling current. In this case, if the voltage of the selected word line is at the level of the ground voltage (0 V), the corresponding source line selection transistor is off, and the sub-source line is open. In this case, the voltage level applied to the selected bit line can be reduced by setting the selected word line WL to a negative voltage.
When the selected word line is set to the ground voltage level, the entire chip is erased collectively (to set all the bit lines to about 8V). This is to prevent a high voltage from being unnecessarily applied to the memory cells connected to the non-selected bit lines, thereby preventing the drain disturb stress from increasing. To make the erase unit smaller than the whole chip,
Like the DINOR type, it is necessary to provide a transistor for dividing the bit line. The number of erase units is determined by the number of bit line divisions.

【0085】[実施の形態2]図7は、この発明の実施
の形態2に従う不揮発性半導体記憶装置の要部の構成を
示す図である。図7においては、8行8列に配列された
メモリセルMTのアレイの部分の構成を示す。この図7
に示す構成においては、ビット線は、メモリセル列に対
応して配置される主ビット線21と、メモリセルMTが
接続する副ビット線22に分割される。図7において、
各々が2列に配列されるメモリセルに対して設けられる
主ビット線21a,21b,21cおよび21dを示
す。主ビット線21aに対しては、副ビット線22aa
〜22adが設けられ、主ビット線21bに対しては、
副ビット線22ba〜22bdが設けられる。また、主
ビット線21cには副ビット線22ca〜22cdが設
けられ、主ビット線21dに対しては副ビット線22d
a〜22ddが設けられる。これらの副ビット線22a
a〜22adは、それぞれセクション選択信号φa〜φ
dに応答して導通するセクション選択トランジスタ23
aa〜23adを介して主ビット線21aに接続され
る。副ビット線22ba〜22bdは、セクション選択
信号φa〜φdに応答して導通するセクション選択トラ
ンジスタ23ba〜23bdを介して主ビット線21b
に接続される。副ビット線22ca〜22cdは、それ
ぞれ、セクション選択信号φa〜φdに応答して導通す
るセクション選択トランジスタ23ca〜23cdを介
して主ビット線21cに接続される。副ビット線22d
a〜22ddは、それぞれ、セクション選択信号φa〜
φdに応答して導通するセクション選択トランジスタ2
3da〜23ddを介して主ビット線21dに接続され
る。
[Second Embodiment] FIG. 7 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a configuration of an array portion of memory cells MT arranged in 8 rows and 8 columns. This FIG.
In the configuration shown in (1), the bit line is divided into a main bit line 21 arranged corresponding to the memory cell column and a sub-bit line 22 connected to the memory cell MT. In FIG.
Main bit lines 21a, 21b, 21c and 21d provided for memory cells arranged in two columns are shown. For the main bit line 21a, the sub bit line 22aa
To 22ad, and for the main bit line 21b,
Sub bit lines 22ba to 22bd are provided. The main bit line 21c is provided with sub bit lines 22ca to 22cd, and the main bit line 21d is connected to the sub bit line 22d.
a to 22dd are provided. These sub bit lines 22a
a to 22ad are section selection signals φa to φ
The section selection transistor 23 which becomes conductive in response to d.
It is connected to the main bit line 21a via aa to 23ad. The sub-bit lines 22ba to 22bd are connected to the main bit line 21b via section selection transistors 23ba to 23bd which become conductive in response to the section selection signals φa to φd.
Connected to. The sub-bit lines 22ca to 22cd are connected to the main bit line 21c via section selection transistors 23ca to 23cd which become conductive in response to section selection signals φa to φd, respectively. Sub bit line 22d
a to 22dd are section selection signals φa to φa, respectively.
Section selection transistor 2 that conducts in response to φd
It is connected to the main bit line 21d through 3da to 23dd.

【0086】図7においては、2列のメモリセルに対し
て1つの主ビット線を設け、セクション選択トランジス
タ23(23aa〜23dd)を介して対応の主ビット
線に副ビット線を接続することにより、主ビット線ピッ
チを大きくする。
In FIG. 7, one main bit line is provided for two columns of memory cells, and a sub bit line is connected to the corresponding main bit line via section selection transistors 23 (23aa to 23dd). And increase the main bit line pitch.

【0087】メモリセルMTの各行に対応してワード線
2a〜2hが配設され、隣接するワード線の対それぞれ
に対応して副ソース線5a〜5dが設けられる。ワード
線2a〜2hそれぞれに対して、ソース線選択トランジ
スタ4a〜4hが配設される。これらのソース線選択ト
ランジスタ4a〜4hは、導通時主ソース線3を対応の
副ソース線5(5a〜5d)に接続する。
Word lines 2a to 2h are provided corresponding to each row of memory cells MT, and sub source lines 5a to 5d are provided corresponding to each pair of adjacent word lines. Source line select transistors 4a to 4h are provided for word lines 2a to 2h, respectively. These source line select transistors 4a to 4h connect the main source line 3 to the corresponding sub source line 5 (5a to 5d) when conducting.

【0088】この図7に示すメモリセルの配置は、DI
NOR型配置と呼ばれる。次に動作について説明する。
The arrangement of the memory cells shown in FIG.
This is called a NOR type arrangement. Next, the operation will be described.

【0089】(i) 書込動作モード:DINOR型フ
ラッシュメモリにおいては、書込動作モード時において
は、フローティングゲートから電子が引抜かれ、そのし
きい値電圧Vthが低くされる。この書込動作モード時
においては、図8(A)に示すように、選択メモリセル
が接続するワード線に負電圧−8Vが印加され、サブビ
ット線22に対し、正の電圧6Vが印加される。この選
択ワード線に接続されるソース線選択トランジスタは、
図8(B)に示すように、選択ワード線上の負電圧−8
Vを受けてオフ状態となり、主ソース線の接地電圧は、
対応の副ソース線5には伝達されない。
(I) Write operation mode: In the DINOR type flash memory, in the write operation mode, electrons are extracted from the floating gate, and the threshold voltage Vth is lowered. In the write operation mode, as shown in FIG. 8A, a negative voltage of -8 V is applied to the word line connected to the selected memory cell, and a positive voltage of 6 V is applied to sub-bit line 22. . The source line select transistor connected to the selected word line
As shown in FIG. 8B, the negative voltage -8 on the selected word line
V, it is turned off, and the ground voltage of the main source line is
It is not transmitted to the corresponding sub source line 5.

【0090】一方、非選択ワード線に接続されるメモリ
セルにおいては、図8(C)に示すように、そのゲート
に、接地電圧0Vを受け、そのサブビット線には、0V
が伝達されるかまたはオープン状態(セクション選択ト
ランジスタがオフ状態)に設定される。非選択ワード線
に接続するソース線選択トランジスタは、図8(D)に
示すように、そのゲートに、非選択ワード線上の電圧0
Vを受け、オフ状態となり、したがって、対応の副ソー
ス線5は、オープン状態となる。
On the other hand, in a memory cell connected to an unselected word line, as shown in FIG. 8C, its gate receives ground voltage 0V, and its sub-bit line has 0V.
Is transmitted or set to the open state (the section selection transistor is turned off). As shown in FIG. 8D, the source line selection transistor connected to the unselected word line has a gate having a voltage of 0 V on the unselected word line.
In response to V, the sub-source line 5 is turned off, and the corresponding sub-source line 5 is opened.

【0091】この図8(A)に示す電圧配置において、
選択メモリセルにおいて、その制御電極ノードとドレイ
ンノードとの間に大きな電圧が印加され、フローティン
グゲートとドレインとの間にファウラー・ノルドハイム
電流(FNトンネル電流)が流れ、フローティングゲー
トから電子eが引抜かれ、選択メモリセルのしきい値電
圧Vthが低下する。非選択メモリセルにおいては、こ
のような電流は流れず、その状態は変化しない。
In the voltage arrangement shown in FIG.
In the selected memory cell, a large voltage is applied between the control electrode node and the drain node, a Fowler-Nordheim current (FN tunnel current) flows between the floating gate and the drain, and electrons e are extracted from the floating gate. , The threshold voltage Vth of the selected memory cell decreases. In an unselected memory cell, such a current does not flow and its state does not change.

【0092】選択ワード線に接続される非選択メモリセ
ルにおいては、その制御電極ノードに−8Vの負電圧が
印加されており、たとえオーバーローVth状態であっ
ても、オフ状態を維持する。また選択メモリセルも、そ
の制御電極ノードに、負電圧を受けており、ドレイン−
ソース間は非導通状態であり、対応の副ソース線5上に
は、対応のサブビット線22上の電圧は伝達されない。
したがって、選択ワード線に接続される非選択メモリセ
ルを介して、非選択ビット線に高電圧が伝達されること
はない。非選択メモリセルのドレインディスターブスト
レスは、この選択メモリセルと同じサブビット線に接続
されるメモリセルにおいてのみ印加されるだけであり、
他の非選択メモリセルにおいては、このようなドレイン
ディスターブストレスは印加されないため、書込時にお
けるメモリセルのドレインディスターブストレスは大幅
に緩和される。
In a non-selected memory cell connected to the selected word line, a negative voltage of -8 V is applied to its control electrode node, and the off state is maintained even in the over-low Vth state. The selected memory cell also receives a negative voltage at its control electrode node,
Since the sources are non-conductive, the voltage on the corresponding sub-bit line 22 is not transmitted to the corresponding sub-source line 5.
Therefore, no high voltage is transmitted to the unselected bit line via the unselected memory cell connected to the selected word line. The drain disturb stress of the unselected memory cell is only applied to the memory cell connected to the same sub-bit line as the selected memory cell,
Since such a drain disturb stress is not applied to other unselected memory cells, the drain disturb stress of the memory cell at the time of writing is greatly reduced.

【0093】(ii) 消去動作モード時:DINOR
型フラッシュメモリにおいては、消去動作モード時に
は、フローティングゲートへ電子が注入され、そのしき
い値電圧Vthが高くされる。
(Ii) In erase operation mode: DINOR
In the type flash memory, in the erase operation mode, electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage Vth is increased.

【0094】選択セルに対しては、図9(A)に示すよ
うに、選択ワード線上に18Vの高電圧を印加する。こ
の状態においては、図9(B)に示すように、この選択
ワード線に接続するソース線選択トランジスタが導通
し、主ソース線3上の接地電圧0Vは、対応の副ソース
線5上に伝達される。メモリセルの基板領域には、接地
電圧が印加される。一方、非選択ワード線へは、接地電
圧0Vが印加され、したがって図9(C)および(D)
に示すように、この非選択ワード線に接続されるメモリ
セルは、オフ状態を維持し、また、非選択ワード線に接
続されるソース線選択トランジスタもオフ状態を維持
し、対応の副ソース線5はオープン状態となる。
As shown in FIG. 9A, a high voltage of 18 V is applied to the selected word line on the selected word line. In this state, as shown in FIG. 9B, the source line selection transistor connected to the selected word line is turned on, and the ground voltage 0 V on main source line 3 is transmitted to corresponding sub source line 5. Is done. A ground voltage is applied to the substrate region of the memory cell. On the other hand, a ground voltage of 0 V is applied to the non-selected word lines.
As shown in FIG. 7, the memory cells connected to the unselected word line maintain the off state, the source line selection transistor connected to the unselected word line also maintains the off state, and the corresponding sub-source line 5 is open.

【0095】選択メモリセルにおいては、図9(A)に
示すように、この制御電極ノード(ワード線2)に与え
られる高電圧18Vにより、チャネル領域全面にチャネ
ルが形成され、このチャネルとフローティングゲートと
の間でファウラー・ノルドハイム電流(チャネル全面F
Nトンネル電流)が流れ、フローティングゲートに電子
eが注入され、そのしきい値電圧Vthが上昇する。
In the selected memory cell, as shown in FIG. 9A, a channel is formed over the entire channel region by the high voltage 18V applied to the control electrode node (word line 2), and the channel and the floating gate are formed. Between Fowler-Nordheim current (channel F
N tunnel current) flows, electrons e are injected into the floating gate, and its threshold voltage Vth rises.

【0096】なお、この図9(A)および(C)におい
て、サブビット線22は、接地電圧0Vでなく、オープ
ン状態に設定されてもよい。選択メモリセルにおいて
は、選択ワード線上の高電圧により、チャネル領域にチ
ャネルが形成されており、特にこのサブビット線(ドレ
インノード)を接地電圧レベルに保持する必要はないた
めである。
In FIGS. 9A and 9C, sub bit line 22 may be set to an open state instead of ground voltage 0V. This is because, in the selected memory cell, a channel is formed in the channel region by the high voltage on the selected word line, and it is not particularly necessary to keep this sub-bit line (drain node) at the ground voltage level.

【0097】消去動作モード時において、選択ワード線
に接続される非選択メモリセルは、その制御電極ノード
に18Vの高電圧を受けて、オン状態となる。しかしな
がら、対応の副ソース線は、接地電圧0Vの電圧レベル
であり、対応の非選択サブビット線に高電圧が伝達され
ることはない。
In the erase operation mode, non-selected memory cells connected to the selected word line receive a high voltage of 18 V at their control electrode nodes, and are turned on. However, the corresponding sub-source line is at the voltage level of the ground voltage 0V, and no high voltage is transmitted to the corresponding unselected sub-bit line.

【0098】(iii) 読出動作モード:読出動作モ
ード時においては、図10(A)に示すように、選択ワ
ード線上に、約3.3Vの電圧が印加される。この状態
において、主ビット線21および副ビット線22が、対
応のセクション選択トランジスタを介して接続され、約
1Vの読出電圧が選択副ビット線に伝達される。選択ワ
ード線に接続されるソース線選択トランジスタは、図1
0(B)に示すように、そのゲートに約3.3Vの電圧
を受けてオン状態となり、主ソース線22上の電圧を対
応の副ソース線5上に伝達する。この状態において、主
ビット線21および副ビット線22を介して電流が流れ
るか否かを、図示しないセンスアンプにより検知してデ
ータの読出が行なわれる。
(Iii) Read operation mode: In the read operation mode, a voltage of about 3.3 V is applied to the selected word line as shown in FIG. In this state, main bit line 21 and sub-bit line 22 are connected via corresponding section select transistors, and a read voltage of about 1 V is transmitted to the selected sub-bit line. The source line selection transistor connected to the selected word line is shown in FIG.
As shown at 0 (B), the gate receives a voltage of about 3.3 V and is turned on, transmitting the voltage on the main source line 22 to the corresponding sub source line 5. In this state, whether a current flows through main bit line 21 and sub-bit line 22 is detected by a sense amplifier (not shown), and data is read.

【0099】一方、非選択メモリセルに対しては、図1
0(C)に示すように、非選択ワード線上には、接地電
圧Vが伝達され、また非選択サブビット線22(選択セ
クションに属するメモリセル)へは、0Vが伝達され
る。一方、この非選択ワード線に接続するソース線選択
トランジスタは、図10(D)に示すように、そのゲー
トに、接地電圧0Vを受けてオフ状態であり、対応の副
ソース線5は、オープン状態を維持する。したがって非
選択セルは、過書込状態であっても、リーク電流を流す
経路はなく、正確に、メモリセルのデータの読出が行な
われる。
On the other hand, for an unselected memory cell, FIG.
As shown at 0 (C), the ground voltage V is transmitted to the unselected word lines, and 0 V is transmitted to the unselected sub-bit lines 22 (memory cells belonging to the selected section). On the other hand, as shown in FIG. 10D, the source line select transistor connected to the non-selected word line receives the ground voltage 0 V at its gate and is off, and the corresponding sub-source line 5 is open. Maintain state. Therefore, the unselected cell has no path through which a leak current flows even in the overwrite state, and the data in the memory cell is accurately read.

【0100】なお、非選択セクション(対応のセクショ
ン選択トランジスタがオフ状態のサブビット線)におい
ては、主ビット線と副ビット線とは対応のセクション選
択トランジスタにより切離されており、そのドレインノ
ードは、オープン状態となる。
In an unselected section (a sub-bit line in which the corresponding section selection transistor is off), the main bit line and the sub-bit line are separated by the corresponding section selection transistor, and the drain node is It becomes open.

【0101】この図7に示すようなDINOR型フラッ
シュメモリの構成においても、ワード線それぞれにソー
ス線選択トランジスタを設け、選択ワード線に対応して
設けられた副ソース線に対してのみ接地電圧を伝達し、
書込動作時、FNトンネル電流を用い、消去動作モード
時、チャネル全面FNトンネル電流を利用することによ
り、常に、副ソース線に高電圧が印加される状態はな
く、非選択メモリセルへの高電圧印加によるドレインデ
ィスターブストレスが増加するのを防止することがで
き、確実に、メモリセルの書込、消去およびデータ読出
を行なうことができる。
In the configuration of the DINOR type flash memory shown in FIG. 7, a source line selection transistor is provided for each word line, and the ground voltage is applied only to the sub-source line provided corresponding to the selected word line. Communicate,
By using the FN tunnel current in the write operation and using the FN tunnel current in the entire channel in the erase operation mode, there is no state where a high voltage is always applied to the sub-source line, and the high voltage applied to the non-selected memory cells An increase in drain disturb stress due to voltage application can be prevented, and writing, erasing, and data reading of a memory cell can be reliably performed.

【0102】また、この主ソース線3は、書込、消去お
よび読出動作モード時いずれにおいても接地電圧レベル
に保持されており、主ソース線の電圧レベルを切換える
必要はなく、この電圧発生部の占有面積を低減すること
ができる。
Main source line 3 is held at the ground voltage level in any of the write, erase, and read operation modes, and there is no need to switch the voltage level of the main source line. The occupied area can be reduced.

【0103】図11は、この発明の実施の形態2に従う
不揮発性半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図
である。図11において、この不揮発性半導体記憶装置
は、行列状に配列される複数のメモリセルMTを有する
メモリセルアレイ30を含む。このメモリセルアレイ3
0は、セクション選択トランジスタ23により、複数の
セクションに分割される。図11においては、1本のワ
ード線2と、1本の副ビット線22と、この副ビット線
22に対応して配置される1つの主ビット線21と、ソ
ース線選択トランジスタ4および主ソース線3を代表的
に示す。
FIG. 11 is a diagram schematically showing an entire configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 11, the nonvolatile semiconductor memory device includes a memory cell array 30 having a plurality of memory cells MT arranged in a matrix. This memory cell array 3
0 is divided into a plurality of sections by the section selection transistor 23. 11, one word line 2, one sub-bit line 22, one main bit line 21 arranged corresponding to sub-bit line 22, source line select transistor 4 and main source Line 3 is representatively shown.

【0104】この不揮発性半導体記憶装置はさらに、図
示しないアドレス信号をデコードし、セクションおよび
行を選択するロウ/セクションデコーダ31と、図示し
ないアドレス信号をデコードし、メモリセルアレイ30
の列を選択する信号を発生するコラムデコーダ32と、
コラムデコーダ32からの列選択信号に従ってメモリセ
ルアレイ30の選択列(主ビット線)を選択する列選択
回路33と、データ読出時、選択列に電流が流れるか否
かを判別してデータの読出を行なうセンスアンプ34
と、書込時書込データを生成して、選択列に伝達する書
込回路35を含む。列選択回路33は、コラムデコーダ
32からの列選択信号に応答して導通する列選択ゲート
YGを含む。選択列に対応して配置された主ビット線が
この列選択ゲートYGを介してセンスアンプ34および
書込回路35に接続される。
The nonvolatile semiconductor memory device further decodes an address signal (not shown) and decodes an address signal (not shown) and a row / section decoder 31 for selecting a section and a row.
A column decoder 32 for generating a signal for selecting a column of
A column selection circuit 33 for selecting a selected column (main bit line) of the memory cell array 30 according to a column selection signal from a column decoder 32, and at the time of data reading, determining whether or not a current flows through the selected column to read data. Perform sense amplifier 34
And a write circuit 35 for generating write data at the time of writing and transmitting the data to the selected column. Column selection circuit 33 includes a column selection gate YG that is turned on in response to a column selection signal from column decoder 32. A main bit line arranged corresponding to the selected column is connected to sense amplifier 34 and write circuit 35 via column select gate YG.

【0105】この不揮発性半導体記憶装置はさらに、動
作モードに応じて、異なる電圧レベルの電圧を生成して
ロウ/セクションデコーダ31へ与える選択電圧発生回
路36と、動作モードに応じた電圧を生成してコラムデ
コーダ32へ与えるコラムデータ発生回路37と、主ソ
ース線3に対し接地電圧を伝達する接地回路38を含
む。
The nonvolatile semiconductor memory device further generates a voltage of a different voltage level according to the operation mode and supplies it to row / section decoder 31, and a voltage according to the operation mode. Column data generating circuit 37 to be applied to column decoder 32 and a ground circuit 38 for transmitting a ground voltage to main source line 3.

【0106】選択電圧発生回路36は、書込動作モード
時、負電圧を発生してロウ/セクションデコーダ31に
含まれるロウデコーダへ与え、また高電圧を発生してロ
ウ/セクションデコーダ31に含まれるセクションデコ
ーダへ与える。このセクションデコーダへ書込動作時高
電圧を与えることにより、選択サブビット線上に、たと
えば6Vの電圧が伝達される。消去動作モード時におい
ては、この選択電圧発生回路36は、ロウ/セクション
デコーダ31に含まれるロウデコーダに対し約18Vの
高電圧を伝達する。読出動作モード時においては、選択
電圧発生回路36は、ロウ/セクションデコーダ31に
対し、通常の電源電圧レベルの電圧を伝達する。
In the write operation mode, selection voltage generating circuit 36 generates a negative voltage to apply to the row decoder included in row / section decoder 31, and generates a high voltage to be included in row / section decoder 31. Give to section decoder. By applying a high voltage to this section decoder during a write operation, a voltage of, for example, 6 V is transmitted onto the selected sub-bit line. In the erase operation mode, select voltage generating circuit 36 transmits a high voltage of about 18 V to a row decoder included in row / section decoder 31. In the read operation mode, selection voltage generation circuit 36 transmits a voltage of a normal power supply voltage level to row / section decoder 31.

【0107】コラム電圧発生回路37は、書込動作モー
ド時、書込データに応じた電圧6Vを伝達するために、
これより高い電圧を伝達する。これにより、書込回路3
5により生成された書込データに応じた電圧が、選択主
ビット線および選択副ビット線を介してメモリセルに伝
達される。しかしながら、主ビット線それぞれに対し、
書込データをラッチする回路が設けられている場合、こ
のコラム電圧発生回路37を特に設ける必要はない。書
込回路35から、通常の電源電圧または接地電圧レベル
の電圧が、主ビット線に伝達されてラッチ回路にラッチ
されるだけである。ラッチデータに従って、書込のため
の高電圧が生成される。
In write operation mode, column voltage generation circuit 37 transmits a voltage of 6 V corresponding to write data.
It transmits higher voltages. Thereby, the write circuit 3
The voltage corresponding to the write data generated by 5 is transmitted to the memory cell via the selected main bit line and the selected sub bit line. However, for each main bit line,
When a circuit for latching write data is provided, it is not necessary to provide column voltage generating circuit 37 in particular. Only a power supply voltage or a ground voltage level is transmitted from write circuit 35 to the main bit line and latched by the latch circuit. A high voltage for writing is generated according to the latch data.

【0108】なお、選択電圧発生回路36に含まれる高
電圧発生回路および負電圧発生回路は、通常のたとえば
チャージポンプ回路を用いた回路により実現される。
The high voltage generation circuit and the negative voltage generation circuit included in selection voltage generation circuit 36 are realized by a usual circuit using, for example, a charge pump circuit.

【0109】この図11に見られるように、主ソース線
3へは、接地回路38から接地電圧が伝達されていくだ
けであり、主ソース線3の電圧を、動作モードにおいて
変更する必要はなく、したがって主ソース線電圧発生部
の占有面積を低減することができる。
As can be seen from FIG. 11, the ground voltage is merely transmitted from ground circuit 38 to main source line 3, and it is not necessary to change the voltage of main source line 3 in the operation mode. Therefore, the area occupied by the main source line voltage generation section can be reduced.

【0110】なお、上述の説明においては、DINOR
型フラッシュメモリについて説明したが、しかしなが
ら、書込動作時においては、フローティングゲートとド
レイン領域との間のファウラー・ノルドハイムトンネリ
ング電流が用いられ、消去動作時においては、チャネル
全面ファウラー・ノルドハイムトンネリング電流が利用
される構成であれば、同様の効果を得ることができる。
すなわち、通常のNOR型フラッシュメモリにおいて
も、同様の電圧印加態様により、同様の効果を得ること
ができる。
In the above description, DINOR
However, during write operation, Fowler-Nordheim tunneling current between the floating gate and the drain region is used, and during erase operation, Fowler-Nordheim tunneling current over the entire channel is used. The same effect can be obtained if the configuration is used.
That is, the same effect can be obtained in a normal NOR type flash memory by a similar voltage application mode.

【0111】以上のように、この発明の実施の形態2に
従えば、ワード線の組に対応して副ソース線を接地し、
接地電圧を伝達する主ソース線に選択的に接続する構成
において、フローティングゲートから電子を引抜く動作
時において、フローティングゲートとドレイン領域との
間のファウラー・ノルドハイムトンネリング電流を利用
し、フローティングゲートへの電子注入時において、チ
ャネル全面からのファウラー・ノルドハイムトンネリン
グ電流を利用しているため、主ソース線の電圧レベルを
変化させることなく、常にメモリセルの書込/消去を非
選択メモリセルのドレインディスターバンスストレスを
増加させることなく実行することができる。また、読出
時においても、各列において、最大1ビットのメモリセ
ルのリーク電流が読出電流に影響を及ぼすだけであり、
正確なデータの読出を行なうことができ、低しきい値電
圧メモリセルが存在しても、正確にデータを読出すこと
ができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the sub-source line is grounded corresponding to the set of word lines,
In the configuration of selectively connecting to the main source line that transmits the ground voltage, in the operation of extracting electrons from the floating gate, the Fowler-Nordheim tunneling current between the floating gate and the drain region is used to connect to the floating gate. At the time of electron injection, since the Fowler-Nordheim tunneling current from the entire surface of the channel is used, writing / erasing of the memory cell is always performed without changing the voltage level of the main source line. It can be performed without increasing disturbance stress. Also, at the time of reading, in each column, the leak current of the memory cell of at most 1 bit only affects the read current,
Accurate data reading can be performed, and data can be accurately read even when a low threshold voltage memory cell exists.

【0112】[実施の形態3]図12は、この発明の実
施の形態3に従う不揮発性半導体記憶装置の要部の構成
を示す図である。この図12に示す不揮発性半導体記憶
装置は、図7に示す不揮発性半導体記憶装置と以下の点
において異なっている。
[Third Embodiment] FIG. 12 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention. The nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 12 differs from the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 7 in the following points.

【0113】すなわち、ワード線2a〜2hそれぞれに
対応して設けられて副ソース線5a〜5dと主ソース線
43とを接続するためのソース線選択トランジスタ44
a〜44hが、フローティングゲート型電界効果トラン
ジスタで構成される。これらのフローティングゲート型
電界効果トランジスタで構成されるソース線選択トラン
ジスタ44a〜44hは、メモリセルMTと結合比(フ
ローティングゲートと基板の間の容量とフローティング
ゲートとワード線との間に形成される容量の比)が同じ
であればよい。この容量比をメモリセルMTおよびソー
ス線選択トランジスタ44a〜44hで同じとすること
により、これらの書込および消去特性が同じとなる。し
たがって、これらのフローティングゲート型電界効果ト
ランジスタで構成されるソース線選択トランジスタ44
a〜44hは、メモリセルMTと同じサイズを有する必
要はない。
That is, the source line selection transistor 44 provided corresponding to each of the word lines 2a to 2h and connecting the sub source lines 5a to 5d to the main source line 43.
a to 44h are constituted by floating gate type field effect transistors. The source line selection transistors 44a to 44h constituted by these floating gate type field effect transistors are coupled to the memory cell MT by a coupling ratio (capacitance between the floating gate and the substrate and capacitance formed between the floating gate and the word line). Ratio) should be the same. By making the capacitance ratio the same in the memory cell MT and the source line selection transistors 44a to 44h, the writing and erasing characteristics are the same. Therefore, source line select transistor 44 constituted by these floating gate type field effect transistors
a to 44h need not have the same size as the memory cell MT.

【0114】このソース線選択トランジスタ44a〜4
4hとして、フローティングゲート型電界効果トランジ
スタを利用することにより、メモリセルMTと同じフロ
ーティングゲート型電界効果トランジスタを形成するだ
けでよく、通常の1層の制御電極を有する単層絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタを形成するための分離領域が
不要となり、アレイ面積を低減することができる。ソー
ス線選択トランジスタとして、メモリセルMTと同様の
フローティングゲート型電界効果トランジスタを利用す
るため、主ソース線3に伝達される電圧も、その動作モ
ードに応じて異なり、ソース線選択トランジスタも、対
応の行のメモリセルの書込/消去状態に応じて書込/消
去状態に設定される。次に動作について説明する。
The source line select transistors 44a to 44a-4
4h, by using a floating gate type field effect transistor, it is only necessary to form the same floating gate type field effect transistor as the memory cell MT, and a single-layer insulated gate type field effect transistor having a normal one-layer control electrode No separation region is required for forming the semiconductor device, and the array area can be reduced. Since a floating gate type field effect transistor similar to the memory cell MT is used as the source line selection transistor, the voltage transmitted to the main source line 3 also differs depending on the operation mode, and the source line selection transistor also has The write / erase state is set according to the write / erase state of the memory cell in the row. Next, the operation will be described.

【0115】(i) 消去動作モード:メモリセルへの
データの書込時においては、まず消去を行なった後、消
去状態と異なるデータを記憶するメモリセルへのデータ
書込が行なわれる。消去動作モード時においては、図1
3(A)に示すように、選択ワード線上に、18Vの電
圧が印加される。サブビット線22へは、接地電圧0V
が、図12に示す主ビット線21およびセクション選択
トランジスタ23を介して伝達される。この状態におい
ては、この選択ワード線に接続されるソース線選択トラ
ンジスタ44も、図13(B)に示すように、そのゲー
トに、約18Vの高電圧を受け、オン状態となり、主ソ
ース線43上の接地電圧を対応の副ソース線5上に伝達
する。したがって、選択メモリセルにおいては図13
(A)に示すように、基板表面のチャネル領域にチャネ
ルが形成され、チャネル全面からのファウラー・ノルド
ハイムトンネリング電流により、フローティングゲート
への電子の注入が行なわれる。
(I) Erasing operation mode: At the time of writing data to a memory cell, first, after erasing, data writing to a memory cell storing data different from the erased state is performed. In the erase operation mode, FIG.
As shown in FIG. 3A, a voltage of 18 V is applied to the selected word line. The sub-bit line 22 has a ground voltage of 0 V
Is transmitted via main bit line 21 and section select transistor 23 shown in FIG. In this state, the source line select transistor 44 connected to the selected word line also receives a high voltage of about 18 V at its gate as shown in FIG. The upper ground voltage is transmitted onto corresponding sub-source line 5. Therefore, in the selected memory cell, FIG.
As shown in (A), a channel is formed in a channel region on the substrate surface, and electrons are injected into the floating gate by Fowler-Nordheim tunneling current from the entire surface of the channel.

【0116】一方、非選択ワード線においては図13
(C)に示すように、接地電圧0Vが伝達される。この
状態においては、図13(D)に示すように、非選択ワ
ード線に接続されるソース線選択トランジスタもオフ状
態であり(ただし、しきい値電圧Vthは、正の電圧レ
ベルに設定する必要がある)オフ状態となり、主ソース
線43と副ソース線5は分離される。したがって非選択
セルも、図13(C)に示すように、そのソースがオー
プン状態となり、フローティングゲートへの電子の注入
は行なわれない。
On the other hand, in the case of unselected word lines, FIG.
As shown in (C), a ground voltage of 0 V is transmitted. In this state, as shown in FIG. 13D, the source line selection transistor connected to the non-selected word line is also off (however, threshold voltage Vth needs to be set to a positive voltage level). The main source line 43 and the sub source line 5 are separated. Therefore, as shown in FIG. 13 (C), the source of the unselected cell is open, and no electrons are injected into the floating gate.

【0117】なお、この図13(C)においては、非選
択セルのドレインへ接地電圧0Vが印加されているが、
これは、選択セルと同じ副ビット線に接続されるメモリ
セルを示す。非選択セルが、選択メモリセルと異なる副
ビット線に接続される場合、この非選択セルのドレイン
ノード(副ビット線22)は、オープン状態となる。
In FIG. 13C, although the ground voltage 0 V is applied to the drain of the non-selected cell,
This indicates a memory cell connected to the same sub-bit line as the selected cell. When an unselected cell is connected to a different sub-bit line than the selected memory cell, the drain node (sub-bit line 22) of this unselected cell is in an open state.

【0118】したがって、この消去動作モードにおいて
は、ソース線選択トランジスタは、選択ワード線に接続
される場合、消去状態(しきい値電圧Vthが高い状
態)に設定される。この消去では、ワード線単位での消
去が行なわれる(副ソース線が共通に設けられたメモリ
セル行単位)。
Therefore, in this erase operation mode, when the source line select transistor is connected to the selected word line, the source line select transistor is set to the erase state (the state where the threshold voltage Vth is high). In this erasing, erasing is performed in units of word lines (in units of memory cell rows where sub-source lines are commonly provided).

【0119】(ii) 書込動作モード:書込動作モー
ドにおいては、消去動作を行ない、データ書込を行なう
メモリセルの消去を行なった後、この消去状態と異なる
データを書込むメモリセルに対し、書込動作が行なわれ
る。
(Ii) Write operation mode: In the write operation mode, an erase operation is performed to erase a memory cell to which data is to be written, and then to a memory cell to which data different from the erased state is written. , A write operation is performed.

【0120】この書込動作モード時において、選択ワー
ド線上には、図14(A)に示すように、−8Vの負電
圧が印加される。書込単位において消去状態と異なる書
込状態に設定すべきメモリセルが存在する際、その選択
メモリセルに対しては、主ビット線およびセクション選
択トランジスタを介して副ビット線22に書込電圧6V
が伝達される。この書込単位において少なくとも1ビッ
トのメモリセルに対し、書込が行なわれる場合、主ソー
ス線43は、その書込電圧と同様6Vの電圧レベルに設
定される。この場合、したがって図14(B)に示すよ
うに、選択ワード線に接続されるソース線選択トランジ
スタは、そのゲートに−8Vの電圧を受け、ドレインに
6Vの書込電圧を受ける。したがって、選択セルに対す
る書込が行なわれた場合、同時に、対応のソース線選択
トランジスタも同様、ファウラー・ノルドハイムトンネ
リング電流により書込が行なわれる。したがって、この
ソース線選択トランジスタのしきい値電圧Vthが低い
状態に設定された場合、対応のワード線(または書込単
位)においては少なくとも1ビットのメモリセルに対し
書込が行なわれている。
In the write operation mode, a negative voltage of -8 V is applied to the selected word line as shown in FIG. When there is a memory cell to be set to a write state different from the erase state in a write unit, a write voltage of 6 V is applied to the selected memory cell via the main bit line and the section select transistor to the sub-bit line 22.
Is transmitted. When writing is performed on at least one-bit memory cell in this writing unit, main source line 43 is set to a voltage level of 6 V similarly to the writing voltage. In this case, therefore, as shown in FIG. 14B, the source line select transistor connected to the selected word line receives a voltage of -8 V at its gate and a write voltage of 6 V at its drain. Therefore, when data is written to the selected cell, the corresponding source line select transistor is also written at the same time by the Fowler-Nordheim tunneling current. Therefore, when the threshold voltage Vth of the source line select transistor is set to a low state, at least one bit of the memory cell is written on the corresponding word line (or write unit).

【0121】一方、非選択ワード線に接続されるメモリ
セルにおいては、図14(C)に示すように、ワード線
上に接地電圧0Vが伝達され、また対応の副ビット線2
2には、接地電圧0Vが伝達されるかまたはオープン状
態とされる(セクション選択トランジスタによる)。し
たがって、この状態においては、同様、非選択ソース線
選択トランジスタに対しても図14(D)に示すよう
に、主ソース線43を介して6Vの電圧が伝達される
が、その制御電極ノードに接地電圧0Vを受けており、
オフ状態となり、対応の副ソース線5は、オープン状態
となる。したがってこの非選択ソース線選択トランジス
タに対しては、単にその制御電極ノードとソースとの間
に、6Vの電圧が印加されるだけであり、ファウラー・
ノルドハイム電流は流れず、そのしきい値電圧は変化し
ない。
On the other hand, in a memory cell connected to an unselected word line, as shown in FIG. 14C, a ground voltage of 0 V is transmitted on the word line, and a corresponding sub bit line 2
2 is supplied with a ground voltage of 0 V or is opened (by a section selection transistor). Therefore, in this state, a voltage of 6 V is transmitted to the unselected source line selection transistor via main source line 43 as shown in FIG. Receiving the ground voltage 0V,
The sub-source line 5 is turned off and the corresponding sub-source line 5 is opened. Therefore, a voltage of 6 V is simply applied between the control electrode node and the source of the unselected source line selection transistor, and the Fowler transistor
No Nordheim current flows and its threshold voltage does not change.

【0122】この書込動作モード時において、ソース線
選択トランジスタは、その一方導通ノード(ドレイン)
に主ソース線43を介して書込電圧6Vを受ける。ファ
ウラー・ノルドハイムトンネリング電流を生じさせるた
めに、フローティングゲートとドレイン領域がオーバー
ラップしていることが要求されるだけであり、特に、ホ
ットエレクトロンをドレインエッジまたはソースエッジ
で発生することは要求されない。消去動作は、チャネル
全面ファウラー・ノルドハイム電流により行なわれる。
したがって、このソース線選択トランジスタは、ソース
/ドレイン対称型構造とすることにより、ソース線選択
トランジスタにおいて書込時、主ソース線43とそのフ
ローティングゲートとの間でファウラー・ノルドハイム
トンネリング電流を生成することができる。
In the write operation mode, the source line select transistor has one conduction node (drain)
Receives write voltage 6V via main source line 43. In order to generate a Fowler-Nordheim tunneling current, it is only required that the floating gate and the drain region overlap, and in particular, it is not required that hot electrons be generated at the drain edge or the source edge. The erase operation is performed by the Fowler-Nordheim current on the entire surface of the channel.
Therefore, this source line select transistor has a symmetrical source / drain structure, and generates a Fowler-Nordheim tunneling current between main source line 43 and its floating gate during writing in the source line select transistor. be able to.

【0123】(iii) 読出動作モード:読出動作モ
ード時においては、選択ワード線上に3.3Vの電圧が
印加され、選択サブビット線上に1Vの読出電圧が伝達
される。この場合、選択ワード線に接続されるソース線
選択トランジスタ44の状態に従って2つの状態が存在
する。すなわち、図15(A)に示すように、ソース線
選択トランジスタ44が消去状態にあり、高いしきい値
電圧(高Vth状態)の場合には、このソース線選択ト
ランジスタ44は、選択ワード線2上に3.3Vの電圧
が印加されても、オフ状態を維持する。したがってこの
状態においては、選択メモリセルMTのしきい値電圧も
高い状態の消去状態にあり、電流は流れないため、デー
タは正確に読出される。このソース線選択トランジスタ
44が消去状態にある状態は、この選択ワード線に接続
されるメモリセルがすべて消去状態にあり、高Vth状
態にあることを示している。また、主ソース線43に電
流が流れるか否かを識別することにより、選択ワード線
に接続されるソース線選択トランジスタが消去状態にあ
るか否かを識別することができ、1ページのデータを1
度のアクセスで読出すことができる。ただし、この読出
方法は、すべてのソース線選択トランジスタのしきい値
電圧Vthは、正の電圧レベルであり、そのリーグ電流
は十分小さいことが前提となる。
(Iii) Read operation mode: In the read operation mode, a voltage of 3.3 V is applied to the selected word line, and a read voltage of 1 V is transmitted to the selected sub-bit line. In this case, there are two states according to the state of the source line selection transistor 44 connected to the selected word line. That is, as shown in FIG. 15A, when the source line selection transistor 44 is in an erased state and has a high threshold voltage (high Vth state), the source line selection transistor 44 The off state is maintained even when a voltage of 3.3 V is applied thereto. Therefore, in this state, the selected memory cell MT is in the erased state in which the threshold voltage is also high, and no current flows, so that the data is accurately read. The state where the source line selection transistor 44 is in the erased state indicates that all the memory cells connected to the selected word line are in the erased state and are in the high Vth state. Further, by determining whether or not a current flows through the main source line 43, it is possible to determine whether or not the source line selection transistor connected to the selected word line is in the erased state, and the data of one page can be determined. 1
It can be read with a single access. However, this reading method is based on the premise that the threshold voltages Vth of all the source line select transistors are at a positive voltage level and the league current is sufficiently small.

【0124】選択ワード線に接続されるソース線選択ト
ランジスタ44が、書込状態にあり、低いしきい値電圧
(低Vth状態)の場合には、選択ワード線上の3.3
Vの電圧に従ってこのソース線選択トランジスタはオン
状態となる(図15(B)参照)。したがってこの状態
においては、選択行上の少なくとも1ビットのメモリセ
ルは書込状態であり、通常のデータ読出と同様にして、
副ビット線22に読出電圧1Vを与えたとき、この副ビ
ット線からセクション選択トランジスタおよび主ビット
線を経路において電流が流れるか否かを判定することに
より、データの読出を行なうことができる。
When source line select transistor 44 connected to the selected word line is in a write state and has a low threshold voltage (low Vth state), 3.3 on the selected word line
The source line selection transistor is turned on according to the voltage V (see FIG. 15B). Therefore, in this state, the memory cell of at least one bit on the selected row is in a write state, and the same as in normal data read,
When a read voltage of 1 V is applied to sub-bit line 22, it is possible to read data by determining whether or not a current flows from the sub-bit line through the section selection transistor and the main bit line.

【0125】非選択メモリセルにおいては、図15
(C)に示すように、非選択ワード線上には接地電圧0
Vが伝達され、非選択メモリセルMTおよび非選択ソー
ス線選択トランジスタ44は、オフ状態を維持する。こ
の場合、副ビット線22は、この非選択メモリセルの位
置に応じて、書込電圧1V、接地電圧0Vおよびオープ
ン状態のいずれかに設定される。
In an unselected memory cell, FIG.
As shown in (C), a ground voltage of 0 is applied to unselected word lines.
V is transmitted, and unselected memory cell MT and unselected source line selection transistor 44 maintain the off state. In this case, sub bit line 22 is set to one of write voltage 1 V, ground voltage 0 V, and open state according to the position of the non-selected memory cell.

【0126】なお、ここで、ソース線選択トランジスタ
44が、消去状態にある場合、主ソース線43に電流が
流れるか否かを判別すると説明している。ソース線選択
トランジスタ44が書込状態のときには、選択時主ソー
ス線43から副ソース線に電流が流れる。この副ソース
線は、1行にわたって延在して配設されており、比較的
大きな容量を有しており、たとえオープン状態となって
も電流は十分吸収できる。この電流検出により、選択ト
ランジスタが消去状態にあるか書込状態にあるかは正確
に識別することができる。
Here, it is described that when the source line selection transistor 44 is in the erased state, it is determined whether or not a current flows through the main source line 43. When the source line select transistor 44 is in a write state, a current flows from the main source line 43 to the sub source line when selected. The sub-source line extends over one row, has a relatively large capacitance, and can sufficiently absorb current even when it is in an open state. By this current detection, it is possible to accurately identify whether the selection transistor is in the erased state or the written state.

【0127】図16は、この発明の実施の形態3の不揮
発性半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図であ
る。この図16に示す不揮発性半導体記憶装置において
は、図11に示す構成と異なり、ソース線選択トランジ
スタ44として、メモリセルと同じ書込/消去特性を有
するフローティングゲート型電界効果トランジスタが用
いられている。したがって、この主ソース線3の電圧を
設定するため、書込回路35からの書込データに従って
書込モード時ソース線3の電圧を設定するソース線電圧
設定回路48が新たに設けられる。他の構成は、図11
に示すものと同じである。
FIG. 16 is a diagram schematically showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. In the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 16, unlike the configuration shown in FIG. 11, a floating gate type field effect transistor having the same write / erase characteristics as a memory cell is used as source line select transistor 44. . Therefore, in order to set the voltage of main source line 3, a source line voltage setting circuit 48 for setting the voltage of source line 3 in the write mode according to the write data from write circuit 35 is newly provided. Another configuration is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG.

【0128】書込回路35からの書込データをソース線
電圧設定回路48へ与えることにより、書込動作モード
時、主ソース線3を、所定の電圧0Vまたは書込電圧6
Vのいずれかに設定することができる。
By applying write data from write circuit 35 to source line voltage setting circuit 48, main source line 3 is set to a predetermined voltage of 0 V or write voltage 6 in the write operation mode.
V can be set.

【0129】図17は、図16に示すソース線電圧設定
回路48の構成の一例を概略的に示す図である。図17
において、ソース線電圧設定回路48は、図16に示す
書込回路35からの低しきい値電圧に対応する書込デー
タをラッチするデータラッチ48aと、書込指示信号P
rに従ってデータラッチ48aのラッチデータおよび接
地電圧の一方を選択して主ソース線3上へ伝達するマル
チプレクサ48bを含む。データラッチ48aは、その
一方電源ノードに、電圧Vcc/Vpを受ける。電圧V
cc/Vpは、書込動作モード時において、書込高電圧
Vp(6V)に設定され、それ以外の動作モード時、電
源電圧Vccレベルに設定される。マルチプレクサ48
bは、書込指示信号Prが活性状態にあり、書込動作モ
ードを指定するとき、データラッチ48aのラッチデー
タを選択して主ソース線3上に伝達する選択行に1ビッ
トでも書込みされるメモリセルが存在するとき、ラッチ
データは低しきい値電圧状態に対応する。それ以外の動
作モード時においては、マルチプレクサ48bは、接地
電圧を選択して主ソース線3上に伝達する。
FIG. 17 is a diagram schematically showing an example of the configuration of source line voltage setting circuit 48 shown in FIG. FIG.
, Source line voltage setting circuit 48 includes a data latch 48a for latching write data corresponding to a low threshold voltage from write circuit 35 shown in FIG.
a multiplexer 48b for selecting one of the latch data of data latch 48a and the ground voltage in accordance with r and transmitting it to main source line 3. Data latch 48a receives voltage Vcc / Vp at one power supply node. Voltage V
cc / Vp is set to write high voltage Vp (6 V) in the write operation mode, and is set to power supply voltage Vcc level in other operation modes. Multiplexer 48
When the write instruction signal Pr is in the active state and the write operation mode is designated, b is written to the selected row transmitting the data on the main source line 3 by selecting the latch data of the data latch 48a. When a memory cell is present, the latch data corresponds to a low threshold voltage state. In other operation modes, multiplexer 48b selects the ground voltage and transmits it to main source line 3.

【0130】これにより、選択ワード線上において、デ
ータ書込時、書込データに応じて、主ソース線3上のデ
ータ信号電圧を設定することができる。
Thus, at the time of data writing on the selected word line, the data signal voltage on main source line 3 can be set according to the write data.

【0131】図18は、メモリセルと対応のソース線選
択トランジスタのしきい値電圧の対応関係を一覧して示
す図である。メモリセルMTは、書込状態の低いしきい
値電圧(低Vth)状態と、消去状態の高いしきい値電
圧(高Vth)状態を有する。対応のソース線選択トラ
ンジスタは、メモリセルMTが低Vth状態のときに
は、同様に書込まれており、低Vth状態にある。した
がってこの場合、メモリセル選択時、主副ビット線を介
して流れる電流は、正確にメモリセルのデータを表わし
ている。一方、メモリセルMTが高Vth状態の場合、
対応のソース選択トランジスタは、低Vth状態または
高Vth状態である。しかしながら、いずれの場合にお
いても、主副ビット線に電流が流れないため、この主副
ビット線の電流検出により、メモリセルデータの読出を
行なうことができる。
FIG. 18 is a diagram showing a list of correspondences between memory cells and threshold voltages of corresponding source line selection transistors. Memory cell MT has a low threshold voltage (low Vth) state in a write state and a high threshold voltage (high Vth) state in an erase state. The corresponding source line select transistor is similarly written when the memory cell MT is in the low Vth state, and is in the low Vth state. Therefore, in this case, when a memory cell is selected, the current flowing through the main / sub bit line accurately represents the data of the memory cell. On the other hand, when the memory cell MT is in the high Vth state,
The corresponding source select transistor is in a low Vth state or a high Vth state. However, in either case, no current flows through the main and sub bit lines, so that memory cell data can be read by detecting the current of the main and sub bit lines.

【0132】これに加えて、さらに、選択メモリセルが
高Vth状態のとき、ソース線選択トランジスタが高V
th状態であるか否かを識別することにより、そのワー
ド線すなわち1行のメモリセルがすべて高Vth状態に
あるか否かを判別することができる。したがって、ある
ページ(1行)のメモリセルを順次アクセスする場合、
ソース線選択トランジスタが高Vth状態にあるか否か
を併せて判別することにより、該アクセスすべきページ
のメモリセルがすべて高Vth状態であるか否かを識別
することができ、高速アクセスが実現される。
In addition to this, when the selected memory cell is in the high Vth state, the source line selection transistor
By identifying whether or not the memory cell is in the th state, it is possible to determine whether or not all the memory cells in the word line, that is, one row, are in the high Vth state. Therefore, when memory cells of a certain page (one row) are sequentially accessed,
By additionally determining whether or not the source line select transistor is in the high Vth state, it is possible to determine whether or not all the memory cells of the page to be accessed are in the high Vth state, realizing high-speed access. Is done.

【0133】図19は、図16に示すソース線電圧設定
回路48の他の構成を示す図である。この図19に示す
構成は、図17に示す構成に加えて、さらに、センスア
ンプ34(図16参照)からの高Vth判定信号φhv
に応答して活性化され、主ソース線43に電流が流れる
か否かを検出する電流センス回路48cを含む。この電
流センス回路48cは、この主ソース線43に電流が流
れない場合には、その出力信号φpahを活性状態とし
て、対応の選択行のメモリセルがすべて高Vth状態に
あることを示す。
FIG. 19 shows another structure of source line voltage setting circuit 48 shown in FIG. The configuration shown in FIG. 19 includes, in addition to the configuration shown in FIG. 17, a high Vth determination signal φhv from sense amplifier 34 (see FIG. 16).
And a current sense circuit 48c for detecting whether or not a current flows through main source line 43. When current does not flow through main source line 43, current sense circuit 48c activates output signal φpah to indicate that all memory cells in the corresponding selected row are in the high Vth state.

【0134】上述の説明において、センスアンプ34の
検出データに従ってソース線電圧設定回路48に含まれ
る電流センス回路48cが活性化されている。しかしな
がら、逆に、データ読出モード時、まず電流センス回路
48cが活性化され、主ソース線43に電流が流れるか
否かをワード線選択後検出し、その後、図16に示すセ
ンスアンプ34によるセンス動作が行なわれるように構
成されてもよい。
In the above description, the current sense circuit 48c included in the source line voltage setting circuit 48 is activated according to the data detected by the sense amplifier 34. However, conversely, in the data read mode, the current sense circuit 48c is first activated to detect whether or not a current flows through the main source line 43 after selecting the word line, and thereafter, the sense amplifier 34c shown in FIG. The operation may be configured to be performed.

【0135】[変更例]図20は、この発明の実施の形
態3の変更例の構成を示す図である。この図20におい
ては、図1に示すNOR型フラッシュメモリの構成が示
される。図20において、メモリセルMTと同じ書込/
消去特性を有するフローティングゲート型電界効果トラ
ンジスタがソース線選択トランジスタ54a〜54fと
して用いられる。これらのソース線選択トランジスタ5
4a〜54fは、それぞれワード線2a〜2fに対応し
て配置される。メモリセルMTは、3列に整列して配置
され、各列にビット線1a、1bおよび1cが配置され
る。主ソース線53は、この所定数の列ごとに設けられ
てもよく、1行のメモリセルに1つのソース線53が設
けられる必要はない。
[Modification] FIG. 20 shows a structure of a modification of the third embodiment of the present invention. FIG. 20 shows the configuration of the NOR flash memory shown in FIG. In FIG. 20, the same writing / writing as memory cell MT is performed.
Floating gate type field effect transistors having erasing characteristics are used as source line select transistors 54a to 54f. These source line selection transistors 5
4a to 54f are arranged corresponding to word lines 2a to 2f, respectively. Memory cells MT are arranged in three columns, and bit lines 1a, 1b and 1c are arranged in each column. The main source lines 53 may be provided for each of the predetermined number of columns, and it is not necessary to provide one source line 53 for one row of memory cells.

【0136】この図20に示すNOR型フラッシュメモ
リの構成においては、ソース線選択トランジスタ54a
〜54fは、メモリセルMTと同じ書込/消去特性を有
しており、先の図12に示すDINOR型フラッシュメ
モリと同様、対応の行のメモリセルの記憶データに応じ
てこれらのソース線選択トランジスタのしきい値電圧を
設定することができる。次に動作について説明する。
In the configuration of the NOR flash memory shown in FIG. 20, source line select transistor 54a
To 54f have the same write / erase characteristics as the memory cells MT, and, like the DINOR type flash memory shown in FIG. 12, select these source lines according to the storage data of the memory cells in the corresponding row. The threshold voltage of the transistor can be set. Next, the operation will be described.

【0137】(i) 消去動作モード:NOR型フラッ
シュメモリにおいては、図21(A)に示すように消去
時、選択ワード線上には、−17Vの負電圧が伝達され
る。この状態においては、図21(B)に示すように、
選択ワード線に接続されるソース線選択トランジスタ5
4は、そのゲートに−17Vの負電圧を受けており、オ
フ状態となり、対応の副ソース線5はオープン状態とな
る。選択メモリセルにおいては、フローティングゲート
とビット線1に接続される導通ノード(ドレイン)との
間にファウラー・ノルドハイムトンネリング電流が流
れ、フローティングゲートから電子が引抜かれる。この
とき、同様に、選択ワード線に接続されるソース線選択
トランジスタにおいても、主ソース線53には、接地電
圧0Vが伝達されており、そのフローティングゲートか
ら電子が、ファウラー・ノルドハイムトンネリング電流
により引抜かれる。
(I) Erasing operation mode: In the NOR flash memory, as shown in FIG. 21A, at the time of erasing, a negative voltage of -17 V is transmitted to the selected word line. In this state, as shown in FIG.
Source line selection transistor 5 connected to the selected word line
Reference numeral 4 receives a negative voltage of -17 V at its gate, is turned off, and the corresponding sub-source line 5 is opened. In the selected memory cell, a Fowler-Nordheim tunneling current flows between the floating gate and a conduction node (drain) connected to the bit line 1, and electrons are extracted from the floating gate. At this time, similarly, in the source line selection transistor connected to the selected word line, the ground voltage 0 V is transmitted to the main source line 53, and electrons are emitted from the floating gate by the Fowler-Nordheim tunneling current. It is pulled out.

【0138】一方、非選択ワード線に接続されるメモリ
セルにおいては、図21(C)に示すように、0Vの電
圧が伝達され、対応のソース線選択トランジスタ54
も、図21(D)に示すように、オフ状態となり、対応
の副ソース線5がオープン状態となる(しきい値電圧V
thが、0Vよりも高いとする)。したがってこの非選
択ワード線に接続されるメモリセルにおいては、何ら電
流は流れない。したがって、選択ワード線単位でのメモ
リセルのデータの消去が行なわれる。
On the other hand, in a memory cell connected to an unselected word line, a voltage of 0 V is transmitted as shown in FIG.
Also, as shown in FIG. 21D, the corresponding sub-source line 5 is turned off (threshold voltage V
th is higher than 0 V). Therefore, no current flows in the memory cells connected to the unselected word lines. Therefore, data in the memory cell is erased in units of the selected word line.

【0139】(ii) 書込動作モード:書込動作モー
ドにおいては、図22(A)に示すように、選択ワード
線2に、10Vの電圧が印加され、書込を行なうメモリ
セルに対し、その書込データに応じて、対応のビット線
1上に5Vの電圧が伝達される(書込データが、消去状
態と同じデータの場合には、ビット線は、接地電圧レベ
ルに保持される)。この状態においては、図22(B)
に示すように、ソース線選択トランジスタ54も、その
制御電極ノード上の高電圧10Vによりオン状態とな
り、対応の副ソース線5上に接地電圧0Vを伝達する。
これにより、図22(A)に示すように、選択メモリセ
ルにおいては、チャネル電流が流れ、チャネルホットエ
レクトロンがフローティングゲートに注入され、書込が
行なわれる。
(Ii) Write operation mode: In the write operation mode, as shown in FIG. 22A, a voltage of 10 V is applied to the selected word line 2, and a write operation is performed on a memory cell to be written. In accordance with the write data, a voltage of 5 V is transmitted onto corresponding bit line 1 (when the write data is the same data as the erased state, the bit line is held at the ground voltage level). . In this state, FIG.
, The source line selection transistor 54 is also turned on by the high voltage 10 V on its control electrode node, and transmits the ground voltage 0 V onto the corresponding sub-source line 5.
Thereby, as shown in FIG. 22A, in the selected memory cell, a channel current flows, channel hot electrons are injected into the floating gate, and writing is performed.

【0140】一方、非選択ワード線に対しては、図22
(C)に示すように、接地電圧が伝達され、また対応の
ビット線1も、接地電圧レベルに保持される。図22
(D)に示すように、この非選択ワード線に接続される
ソース線選択トランジスタ54も、オフ状態であり、対
応の副ソース線5は、主ソース線53と切離される。し
たがって、図22(C)に示すように、非選択メモリセ
ルにおいてはチャネル電流は流れず、そのしきい値電圧
は変化しない。
On the other hand, for an unselected word line, FIG.
As shown in (C), the ground voltage is transmitted, and the corresponding bit line 1 is also maintained at the ground voltage level. FIG.
As shown in (D), the source line selection transistor 54 connected to the unselected word line is also in the off state, and the corresponding sub source line 5 is disconnected from the main source line 53. Therefore, as shown in FIG. 22C, no channel current flows in the unselected memory cell, and the threshold voltage does not change.

【0141】(iii) ソース線選択トランジスタの
書込:選択ワード線に接続されるメモリセルがすべて書
込状態に設定される場合には、対応のソース線選択トラ
ンジスタ54も、図23(A)に示すように、書込状態
に設定される。この状態においては、ワード線2上に1
0Vの電圧が伝達され、主ソース線53に5Vの電圧が
伝達される。副ソース線5は、接地電圧(0V)に設定
される(この構成については以下に説明する)。一方、
非選択ワード線に接続されるソース線選択トランジスタ
においては、図23(B)に示すように、ワード線2上
の電圧は0Vであり、オフ状態を維持し、対応の副ソー
ス線5はオープン状態となる。したがって、選択ワード
線に接続されるメモリセルがすべて書込状態に設定され
た場合には、対応のソース線選択トランジスタ54も、
同様、チャネル全面FN(ファウラー・ノルドハイム)
トンネリング電流により書込状態に設定される。非選択
ワード線に接続されるソース線選択トランジスタ54
は、消去状態に保持される。
(Iii) Writing of source line selection transistor: When all the memory cells connected to the selected word line are set to the writing state, the corresponding source line selection transistor 54 also has the configuration shown in FIG. Is set to the write state as shown in FIG. In this state, 1
A voltage of 0V is transmitted, and a voltage of 5V is transmitted to main source line 53. The sub source line 5 is set to the ground voltage (0 V) (this configuration will be described below). on the other hand,
In the source line select transistor connected to the unselected word line, as shown in FIG. 23B, the voltage on word line 2 is 0 V, the off state is maintained, and the corresponding sub source line 5 is open. State. Therefore, when all the memory cells connected to the selected word line are set to the written state, the corresponding source line selection transistor 54 also
Similarly, the entire channel FN (Fowler Nordheim)
The writing state is set by the tunneling current. Source line select transistor 54 connected to an unselected word line
Are kept in the erased state.

【0142】図24は、このソース線選択トランジスタ
を書込状態に設定するための構成の一例を示す図であ
る。図24に示す構成においては、副ソース線5に対
し、主ソース線53上の電圧レベルに応答して副ソース
線5を接地電圧レベルに放電するフローティングゲート
型電界効果トランジスタ55が設けられる。このフロー
ティングゲート型電界効果トランジスタ55は、消去状
態に保持される。図24に示すように、ワード線2に接
続されるメモリセルMTがすべて書込状態に設定される
場合、ビット線1a〜1mそれぞれに対し5Vの電圧が
印加される。この状態において、主ソース線53に対し
ても、5Vの電圧を伝達する。これにより、フローティ
ングゲート型電界効果トランジスタ55がオン状態とな
り、副ソース線5は接地電圧レベルに放電される。した
がって、メモリセルMTおよびソース線選択トランジス
タ54は、すべて書込状態に設定することができる。
FIG. 24 shows an example of a structure for setting the source line select transistor to a write state. In the configuration shown in FIG. 24, a floating gate field effect transistor 55 is provided for sub-source line 5, which discharges sub-source line 5 to the ground voltage level in response to the voltage level on main source line 53. This floating gate type field effect transistor 55 is kept in an erased state. As shown in FIG. 24, when all the memory cells MT connected to word line 2 are set to the write state, a voltage of 5 V is applied to each of bit lines 1a to 1m. In this state, a voltage of 5 V is transmitted to main source line 53 as well. Thereby, floating gate type field effect transistor 55 is turned on, and sub-source line 5 is discharged to the ground voltage level. Therefore, memory cell MT and source line select transistor 54 can all be set to the written state.

【0143】なおこの図24に示す構成においては、副
ビット線5に対し、フローティングゲート型電界効果ト
ランジスタ55が設けられる。したがって、この主ソー
ス線53に接続されるフローティングゲート型電界効果
型トランジスタ55は、すべてオン状態となる。したが
って、非選択ワード線に対して設けられた副ソース線5
も、接地電圧レベルに放電される。しかしながら、非選
択ワード線は、図22に示すように、接地電圧レベルで
あり、非選択メモリセルは、オフ状態を維持し、チャネ
ル電流は流れないため、何ら悪影響を及ぼさない。
In the structure shown in FIG. 24, a floating gate type field effect transistor 55 is provided for sub bit line 5. Therefore, all floating gate type field effect transistors 55 connected to main source line 53 are turned on. Therefore, the sub source line 5 provided for the non-selected word line
Are also discharged to the ground voltage level. However, the unselected word lines are at the ground voltage level as shown in FIG. 22, and the unselected memory cells maintain the off state and no channel current flows, so that there is no adverse effect.

【0144】この図24に示す構成において、放電用の
フローティングゲート型電界効果トランジスタ55を設
けることにより、通常の単層ゲート型のnチャネルMO
Sトランジスタを用いる構成に比べて、特別な領域を専
用に設ける必要がない。しかしながら、このフローティ
ングゲート型電界効果トランジスタ55は、通常のnチ
ャネルMOSトランジスタで置換えられてもよい。
In the structure shown in FIG. 24, by providing a floating gate type field effect transistor 55 for discharge, a normal single-layer gate type n channel
There is no need to provide a special area exclusively as compared with the configuration using the S transistor. However, floating gate type field effect transistor 55 may be replaced with a normal n channel MOS transistor.

【0145】(iv) 読出動作モード:読出動作モー
ド時においては、主ソース線53上に接地電圧0Vが伝
達される。選択ワード線上には、たとえば約3.3Vの
電圧が伝達される。図25(A)に示すように、選択ワ
ード線に接続されるソース線選択トランジスタ54が、
消去状態にあり、低しきい値電圧状態のときには、この
ソース線選択トランジスタ54はオン状態となる。した
がって、ビット線1の電流の有無を検出することによ
り、このメモリセルMTの記憶データを読出すことがで
きる。
(Iv) Read operation mode: In the read operation mode, ground voltage 0 V is transmitted on main source line 53. A voltage of, for example, about 3.3 V is transmitted on the selected word line. As shown in FIG. 25A, the source line selection transistor 54 connected to the selected word line
When in the erased state and in the low threshold voltage state, this source line select transistor 54 is turned on. Therefore, the data stored in memory cell MT can be read by detecting the presence / absence of a current in bit line 1.

【0146】一方、図25(B)に示すように、選択ワ
ード線に接続されるソース線選択トランジスタ54が、
書込状態にあり高しきい値電圧(高Vth)状態のとき
に、このソース線選択トランジスタ54は、オフ状態を
維持する。したがって、ビット線1には電流は流れな
い。しかしながら、このソース線選択トランジスタ54
が書込状態に設定されている場合には、この選択ワード
線2に接続されるメモリセルMTは、すべて書込状態に
設定されている。したがって、ビット線1に電流が流れ
ないことを検出して、選択メモリセルMTが、書込状態
にあることを正確に判別することができる。この場合、
また、主ソース線53も電流が流れるか否かを判別する
構成とすることにより、選択ワード線のメモリセルがす
べて書込状態にあるか否かを判別することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 25B, the source line selection transistor 54 connected to the selected word line
When in a write state and at a high threshold voltage (high Vth) state, source line select transistor 54 maintains an off state. Therefore, no current flows through bit line 1. However, the source line selection transistor 54
Are set to the write state, all memory cells MT connected to the selected word line 2 are set to the write state. Therefore, by detecting that no current flows through bit line 1, it is possible to accurately determine that selected memory cell MT is in the written state. in this case,
Further, by determining whether or not the current flows also through the main source line 53, it is possible to determine whether or not all the memory cells of the selected word line are in the written state.

【0147】非選択ワード線においては、図25(C)
に示すように、0Vの電圧が伝達されるため、メモリセ
ルMTおよびソース線選択トランジスタ54はともにオ
フ状態にされ、対をなすワード線が選択ワード線の場合
を除いて、副ソース線5は、オープン状態に設定され
る。したがって、これらの非選択メモリセルMTは、何
らビット線1に対し、電流を供給せず、読出動作に悪影
響を及ぼさない。
In the case of a non-selected word line, FIG.
As shown in FIG. 5, since the voltage of 0 V is transmitted, both the memory cell MT and the source line selection transistor 54 are turned off, and the sub source line 5 is not connected except when the paired word line is the selected word line. , Is set to the open state. Therefore, these unselected memory cells MT do not supply any current to bit line 1, and do not adversely affect the read operation.

【0148】この図24に示す構成においても、図17
および図19に示す構成を利用することにより、選択ワ
ード線に接続されるメモリセルがすべて書込状態のとき
に、対応のソース線選択トランジスタを書込状態に設定
し、かつ読出動作モード時において、この主ソース線5
3に電流が流れるか否かを検出することにより、1行の
すべてのメモリセルが書込状態にあることを判別するこ
とができる。
In the structure shown in FIG. 24, FIG.
And using the structure shown in FIG. 19, when all the memory cells connected to the selected word line are in the write state, the corresponding source line select transistor is set to the write state, and in the read operation mode, , This main source line 5
By detecting whether or not a current flows through the memory cell 3, it is possible to determine that all the memory cells in one row are in the written state.

【0149】図26は、この発明の実施の形態3の変更
例の不揮発性半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示
す図である。この図26に示す不揮発性半導体記憶装置
は、図16に示す不揮発性半導体記憶装置の構成と、以
下の点において異なっている。すなわち、メモリセルア
レイ30においては、NOR型フラッシュメモリである
ため、メモリセルMTが、ビット線1に接続され、副ソ
ース線5に対して、ソース線選択トランジスタ54およ
びソース線選択トランジスタをプログラムするためのフ
ローティングゲート型電界効果トランジスタ55が設け
られる。
FIG. 26 schematically shows a whole structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to a modification of the third embodiment of the present invention. The nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 26 differs from the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 16 in the following points. That is, since the memory cell array 30 is a NOR flash memory, the memory cell MT is connected to the bit line 1 and the source line selection transistor 54 and the source line selection transistor are programmed with respect to the sub-source line 5. Floating gate type field effect transistor 55 is provided.

【0150】ロウデコーダ57が、選択電圧発生回路5
6から動作モードに応じて発生される電圧を選択ワード
線上に伝達する。ソース線電圧設定回路58が、書込動
作モード時、選択ワード線に接続されるメモリセルがす
べて書込状態を示す場合、この主ソース線53上に伝達
される電圧を、書込電圧レベルに設定する。他の構成は
図16に示す構成と同じであり、対応する部分には同一
参照番号を付し、詳細説明は省略する。
Row decoder 57 is connected to selection voltage generation circuit 5
6 transmits the voltage generated according to the operation mode to the selected word line. In the write operation mode, when all the memory cells connected to the selected word line indicate the write state, source line voltage setting circuit 58 sets the voltage transmitted on main source line 53 to the write voltage level. Set. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG. 16, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will not be repeated.

【0151】図27は、図26に示すソース線電圧設定
回路58の構成の一例を概略的に示す図である。図27
において、このソース線電圧設定回路58は、書込デー
タが、すべてメモリセルを書込状態に設定することを示
すデータを記憶するデータラッチ58aと、書込動作モ
ード指示信号Prに従って、このデータラッチ58aの
ラッチデータと接地電圧の一方を選択して主ソース線5
3上に伝達するマルチプレクサ58bを含む。
FIG. 27 is a diagram schematically showing an example of the configuration of source line voltage setting circuit 58 shown in FIG. FIG.
, Source line voltage setting circuit 58 includes a data latch 58a for storing all the write data indicating that the memory cell is set to a write state, and a data latch 58a in accordance with write operation mode instruction signal Pr. 58a to select one of the latch data and the ground voltage to
3 includes a multiplexer 58b that communicates on.

【0152】データラッチ58aは、ラッチ回路を構成
するインバータ回路58aaおよび58abと、初期化
信号φreに従って、インバータ58abの出力ノード
およびインバータ58aaの入力ノードを接地電圧レベ
ルに設定するnチャネルMOSトランジスタ58ac
と、図26に示す書込回路35からの、書込データが、
消去状態に設定するデータであることを示す信号φlv
に応答して導通し、インバータ58aaの出力ノードお
よびインバータ58abの入力ノードを接地電圧レベル
に設定するnチャネルMOSトランジスタ58adを含
む。
Data latch 58a includes inverter circuits 58aa and 58ab forming a latch circuit, and an n-channel MOS transistor 58ac for setting an output node of inverter 58ab and an input node of inverter 58aa to the ground voltage level in accordance with initialization signal φre.
And write data from write circuit 35 shown in FIG.
Signal φlv indicating that data is set to an erased state
, And sets an output node of inverter 58aa and an input node of inverter 58ab to the ground voltage level.

【0153】この図27に示すデータラッチ58aの構
成において、データの書込モード時において、初期化信
号φreが活性化され、インバータ58aaの入力ノー
ドが接地電圧レベルに設定される。したがって初期設定
時においては、インバータ58aaの出力信号はHレベ
ルとなる。このHレベルの信号が、インバータ58ab
によりインバータ58aaの入力部にフィードバックさ
れ、ラッチされる。書込回路35が、書込データのう
ち、メモリセルを消去状態に設定するデータが与えられ
たときに、信号φlvを活性状態とし、MOSトランジ
スタ58adを導通させ、インバータ58aaの出力ノ
ードを接地電圧レベルに設定する。したがって、選択ワ
ード線に接続されるメモリセルがすべて書込状態に設定
される場合には、この信号φlvは、非活性状態を維持
するため、データラッチ58aは、初期設定されたHレ
ベルのデータをラッチする。これにより、実際にメモリ
セルのデータを書込むモード時において、マルチプレク
サ58bを介して主ソース線53に、書込電圧(5V)
を伝達し、メモリセルMTおよびソース線選択トランジ
スタ54をともに書込状態に設定する。
In the structure of data latch 58a shown in FIG. 27, in the data write mode, initialization signal φre is activated, and the input node of inverter 58aa is set to the ground voltage level. Therefore, at the time of initial setting, the output signal of inverter 58aa is at H level. This H-level signal is supplied to the inverter 58ab.
Is fed back to the input section of the inverter 58aa and latched. When the write circuit 35 receives data for setting the memory cell to the erased state among the write data, it activates signal φlv to make MOS transistor 58ad conductive, and sets the output node of inverter 58aa to the ground voltage. Set to level. Therefore, when all the memory cells connected to the selected word line are set to the write state, signal φlv maintains the inactive state, and data latch 58a sets the initially set H level data. Latch. Thereby, in the mode in which the data of the memory cell is actually written, the write voltage (5 V) is applied to the main source line 53 via the multiplexer 58b.
, And both memory cell MT and source line select transistor 54 are set to the written state.

【0154】なお、この上述の説明においては、メモリ
セルMTおよびソース線選択トランジスタ54を同時に
書込状態に設定している。しかしながら、メモリセルM
Tの書込動作が完了した後、ソース線選択トランジスタ
54の書込状態への設定が行なわれるように構成されて
もよい。
In the above description, memory cell MT and source line select transistor 54 are simultaneously set to the write state. However, the memory cell M
After the write operation of T is completed, the setting of the write state of source line select transistor 54 may be performed.

【0155】以上のように、この発明の実施の形態3に
従えば、ソース線選択トランジスタとして、メモリセル
と同じ書込/消去特性を有するフローティングゲート型
電界効果トランジスタを利用しているため、ソース線選
択トランジスタとして、通常のMOSトランジスタを形
成するための分離領域が不要となり、アレイ占有面積を
低減することができる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, a floating gate type field effect transistor having the same write / erase characteristics as a memory cell is used as a source line select transistor. An isolation region for forming a normal MOS transistor is not required as a line selection transistor, and the area occupied by the array can be reduced.

【0156】また、選択ワード線においてすべてのメモ
リセルが高しきい値電圧状態のときには、対応のソース
線選択用のフローティングゲート型電界効果トランジス
タも高しきい値電圧状態に設定しているため、このソー
ス線選択トランジスタの記憶情報を主ソース線を介して
読出すことにより、選択ワード線に接続されるメモリセ
ルがすべて高しきい値電圧状態にあるか否かを容易に判
別することができ、選択ワード線の全メモリセルをアク
セスすることなく、該選択ワード線のすべてのデータを
1度のアクセスで読出すことができる。
When all the memory cells on the selected word line are in the high threshold voltage state, the corresponding floating gate type field effect transistor for source line selection is also set to the high threshold voltage state. By reading the storage information of the source line selection transistor via the main source line, it can be easily determined whether or not all the memory cells connected to the selected word line are in the high threshold voltage state. , All data of the selected word line can be read by one access without accessing all the memory cells of the selected word line.

【0157】[実施の形態4]図28は、メモリアレイ
部の構成を概略的に示す図である。図28においては、
副ソース線SSLを共有するワード線WLaおよびWL
bを示す。ワード線WLaには、メモリセルMTaおよ
びソース線選択トランジスタSSTaが接続され、ワー
ド線WLbには、メモリセルMTbおよびソース線選択
トランジスタSSTbが接続される。メモリセルMTa
およびMTbが同じ列に配列され、ビット線BLに接続
される。ここで、ビット線は、NOR型フラッシュメモ
リのビット線およびDINOR型フラッシュメモリの副
ビット線のいずれであってもよいため、符号“BL”を
用いる。また、ソース線選択トランジスタは、図28に
示すように、nチャネルMOSトランジスタで構成され
てもよく、またメモリセルと同じ書込/消去特性を有す
るフローティングゲート型電界効果トランジスタで構成
されてもよいため、符号“SST”を用いる。したがっ
て、以下の説明において、ビット線BLは、NOR型フ
ラッシュメモリのビット線およびDINOR型のフラッ
シュメモリのビット線(主副ビット線)を包括的に示
し、ソース線選択トランジスタSSTは、nチャネルM
OSトランジスタおよびフローティングゲート型電界効
果トランジスタを包括的に示す。
[Fourth Embodiment] FIG. 28 schematically shows a structure of a memory array portion. In FIG. 28,
Word lines WLa and WL sharing sub-source line SSL
b. The memory cell MTa and the source line select transistor SSTa are connected to the word line WLa, and the memory cell MTb and the source line select transistor SSTb are connected to the word line WLb. Memory cell MTa
And MTb are arranged in the same column and connected to bit line BL. Here, the bit line may be any of the bit line of the NOR type flash memory and the sub-bit line of the DINOR type flash memory, and thus the symbol “BL” is used. As shown in FIG. 28, the source line select transistor may be formed of an n-channel MOS transistor, or may be formed of a floating gate type field effect transistor having the same write / erase characteristics as a memory cell. Therefore, the code “SST” is used. Therefore, in the following description, the bit line BL comprehensively indicates a bit line of a NOR type flash memory and a bit line (main / sub bit line) of a DINOR type flash memory, and the source line select transistor SST includes an n-channel M
An OS transistor and a floating gate type field effect transistor are comprehensively shown.

【0158】図28に示す構成において、メモリセルM
Tbが、オーバーローVth状態にある場合を考える。
メモリセルMTaが低しきい値電圧状態のときには、ビ
ット線BLにこのオーバーローVth状態のメモリセル
MTbにより電流が流れても、データの誤読出は生じな
い。しかしながら、メモリセルMTaが高Vth状態の
場合には、このオーバーローVth状態のメモリセルM
Tbにより、ビット線BLに電流が流れるため、データ
の誤読出が生じる可能性がある(しきい値電圧が負とな
ったとき)。したがって、データ読出時においては、1
ビット不良が生じる可能性がある(複数ビットデータの
読出時)。通常、このようなオーバーローVth状態の
メモリセルを検出するためには、ワード線WL(WL
a,WLb)を、通常の読出時よりも低い電圧(0ない
し0.5V)の電圧レベルに設定して、ビット線BLに
電流が流れるか否かを検出する。しかしながらこの状態
において、ソース線選択トランジスタSSTaおよびS
STbも、完全にはオン状態にはならない状態(サブス
レッショルド領域の動作)、またはオフ状態にあり、ビ
ット線BLから主ソース線MSLへの電流経路には、電
流がほとんど流れない。したがって、オーバーローVt
h状態のメモリセル検出を行なうために、従来と同様の
手法を利用することはできない。以下に、このオーバー
ローVth状態のメモリセルの検出手法について説明す
る。
In the structure shown in FIG.
Consider a case where Tb is in an over-low Vth state.
When memory cell MTa is in the low threshold voltage state, erroneous reading of data does not occur even if a current flows through bit line BL through memory cell MTb in the overlow Vth state. However, when memory cell MTa is in the high Vth state, memory cell M in this overlow Vth state
Due to Tb, a current flows through the bit line BL, which may cause erroneous data reading (when the threshold voltage becomes negative). Therefore, when reading data, 1
There is a possibility that a bit defect will occur (when reading multiple bit data). Normally, to detect such an over-low Vth state memory cell, the word line WL (WL
a, WLb) is set to a voltage level of a voltage (0 to 0.5 V) lower than that in normal reading, and it is detected whether or not a current flows through the bit line BL. However, in this state, source line select transistors SSTa and STa
STb is also in a state in which it is not completely turned on (operation of the subthreshold region) or in an off state, and almost no current flows in a current path from bit line BL to main source line MSL. Therefore, the overlow Vt
In order to detect the memory cell in the h state, a method similar to the conventional method cannot be used. Hereinafter, a method of detecting the memory cell in the over-low Vth state will be described.

【0159】図29は、この発明の実施の形態4の不揮
発性半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図であ
る。図29においては、DINOR型フラッシュメモリ
の構成を示す。図29において、主ビット線MBL1〜
MBLnは、列選択信号Y1〜Ynにそれぞれ応答して
導通する列選択ゲート(Yゲート)YG1〜YGnを介
して内部データバス61に結合される。これらの主ビッ
ト線MBL1〜MBLnには、セクション選択信号φs
に応答して導通するセクション選択トランジスタSG1
〜SGnを介して副ビット線SBL1〜SBLnが接続
される。ワード線WLとこれらの副ビット線SBL1〜
SBLnの交差部に対応してメモリセルMTが配置され
る。これらのメモリセルMTは、共通に副ソース線SS
Lに接続され、この副ソース線SSLは、ソース線選択
トランジスタSSTを介して主ソース線MSLに接続さ
れる。ソース線選択トランジスタSSTは、ワード線W
L上の信号電圧に応答して導通する。
FIG. 29 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 29 shows a configuration of a DINOR type flash memory. In FIG. 29, main bit lines MBL1-MBL1
MBLn is coupled to internal data bus 61 via column select gates (Y gates) YG1 to YGn which are turned on in response to column select signals Y1 to Yn, respectively. These main bit lines MBL1 to MBLn have a section selection signal φs
Section select transistor SG1 which becomes conductive in response to
To SGn are connected to sub-bit lines SBL1 to SBLn. Word line WL and these sub-bit lines SBL1 to SBL1
Memory cells MT are arranged corresponding to the intersections of SBLn. These memory cells MT are commonly connected to a sub source line SS
L, and the sub source line SSL is connected to the main source line MSL via the source line selection transistor SST. The source line selection transistor SST is connected to the word line W
Conducts in response to the signal voltage on L.

【0160】内部データバス61に対しては、テスト動
作モード時、所定の電圧レベルのテスト電圧Vrを発生
するテスト電圧発生回路62と、テスト動作モード時、
このテスト電圧発生回路62からのテスト電圧Vrと内
部データバス61上の電圧とを比較する判定回路63を
含む。テスト電圧発生回路62からのテスト電圧Vr
は、読出時に選択ビット線に伝達される読出電圧そのも
のであってもよく、またこの読出電圧よりも低いたとえ
ば+0.5V程度の接地電圧よりも少し高い電圧であっ
てもよい。次に、この図29に示す不揮発性半導体記憶
装置のオーバーローVthメモリセル検出動作について
説明する。
Internal data bus 61 has a test voltage generating circuit 62 for generating test voltage Vr of a predetermined voltage level in the test operation mode, and a test voltage generation circuit 62 in the test operation mode.
A determination circuit 63 for comparing test voltage Vr from test voltage generation circuit 62 with a voltage on internal data bus 61 is included. Test voltage Vr from test voltage generation circuit 62
May be the read voltage transmitted to the selected bit line at the time of reading, or may be a voltage slightly lower than this read voltage, for example, a ground voltage of about +0.5 V. Next, an over-low Vth memory cell detecting operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 29 will be described.

【0161】まずテストモード動作時においては、テス
ト電圧発生回路62が活性化され、所定電圧レベルのテ
スト電圧Vrを発生する。列選択信号Y1〜Ynは、こ
のテスト動作モード時、すべて同時に選択状態へ駆動さ
れ、主ビット線MBL1〜MBLnへテスト電圧Vrが
伝達される。この状態においては、セクション選択信号
φsは非活性状態にある。所定時間経過し、主ビット線
MBL1〜MBLnがテスト電圧Vrレベルに充電され
ると、列選択信号Y1〜Ynをすべて非選択状態に設定
し、主ビット線MBL1〜MBLnをフローティング状
態に設定する。次いで、所定期間セクション選択信号φ
sを活性化し、セクション選択トランジスタSG1〜S
Gnをオン状態へ駆動する。これにより、主ビット線M
BL1〜MBLnに充電された電荷が、対応の副ビット
線SBL1〜SBLnへ伝達される。ワード線WLは、
すべて非選択状態とし、その電圧レベルは接地電圧(0
V)レベルに保持する。その状態において、メモリセル
にオーバーローVth状態(過書込状態)のメモリセル
が存在する場合、このオーバーローVth状態のメモリ
セルを介して、副ビット線に伝達された電荷が、副ソー
ス線SSLに流れる。副ソース線SSLは、ワード線W
Lと同程度の長さを有しており、またソース線選択トラ
ンジスタSSTもオフ状態であるため、副ソース線SS
Lの電圧レベルが上昇する。これにより、オーバーロー
Vth状態のメモリセルが接続する副ビット線に対して
設けられた主ビット線の電圧レベルが低下する。この副
ビット線と主ビット線との接続を所定時間(たとえば1
00ns程度)行なった後、次いで列選択信号Y1〜Y
nを順次選択状態へ駆動し、主ビット線MBL1〜MB
Lnを順次内部データ線61に接続する。判定回路63
は、この内部データ61上に主ビット線から伝達された
電圧を、テスト電圧Vrと比較し、この比較結果に従っ
て、オーバーローVth状態のメモリセルが存在するか
否かを示す信号P/Fを発生する。
First, in the test mode operation, test voltage generation circuit 62 is activated to generate test voltage Vr of a predetermined voltage level. In this test operation mode, column select signals Y1 to Yn are all driven to the selected state at the same time, and test voltage Vr is transmitted to main bit lines MBL1 to MBLn. In this state, section selection signal φs is inactive. When a predetermined time has elapsed and the main bit lines MBL1 to MBLn are charged to the test voltage Vr level, all the column selection signals Y1 to Yn are set to a non-selected state, and the main bit lines MBL1 to MBLn are set to a floating state. Then, for a predetermined period, the section selection signal φ
s, and the section selection transistors SG1 to SG
Gn is turned on. Thereby, the main bit line M
The charges charged in BL1 to MBLn are transmitted to corresponding sub-bit lines SBL1 to SBLn. The word line WL is
All are in a non-selected state, and the voltage level is the ground voltage (0
V) Hold at the level. In this state, when there is a memory cell in the over-low Vth state (over-write state) in the memory cell, the electric charge transmitted to the sub-bit line via the memory cell in the over-low Vth state is transferred to the sub-source line. It flows to SSL. The sub source line SSL is connected to the word line W
L, and the source line selection transistor SST is also in the off state, so that the sub source line SS
The voltage level of L rises. As a result, the voltage level of the main bit line provided for the sub-bit line connected to the memory cell in the over-low Vth state decreases. The connection between the sub bit line and the main bit line is established for a predetermined time (for example, 1
00ns), and then the column selection signals Y1 to Y
n are sequentially driven to a selected state, and the main bit lines MBL1 to MBL
Ln are sequentially connected to the internal data lines 61. Judgment circuit 63
Compares the voltage transmitted from the main bit line on the internal data 61 with a test voltage Vr, and generates a signal P / F indicating whether or not a memory cell in an over-low Vth state exists according to the comparison result. Occur.

【0162】図30は、主ビット線、副ビット線および
副ソース線の容量分布を示す図である。図30におい
て、主ビット線MBLには、寄生容量Caが存在し、副
ビット線SBLには、寄生容量Cbが存在し、副ソース
線SSLには、寄生容量Ccが存在する。ワード線電圧
は、非選択状態の0Vであり、メモリセルMTが正常な
場合、副ビット線SBLから副ソース線SSLへの電流
経路は遮断される。したがって、この場合、主ビット線
MBL上の電圧V1はの次式で表わされる。
FIG. 30 is a diagram showing a capacitance distribution of a main bit line, a sub-bit line, and a sub-source line. In FIG. 30, the main bit line MBL has a parasitic capacitance Ca, the sub-bit line SBL has a parasitic capacitance Cb, and the sub-source line SSL has a parasitic capacitance Cc. The word line voltage is 0 V in a non-selected state, and when the memory cell MT is normal, the current path from the sub bit line SBL to the sub source line SSL is cut off. Therefore, in this case, voltage V1 on main bit line MBL is expressed by the following equation.

【0163】V1=Vr・Ca/(Ca+Cb)〜Vr ここで、副ビット線SBLの寄生容量Cbの容量値は、
主ビット線MBLの寄生容量Caの容量値に比べて無視
できる程度であるとして近似している。
V1 = Vr · Ca / (Ca + Cb) -Vr Here, the capacitance value of the parasitic capacitance Cb of the sub-bit line SBL is
This is approximated as being negligible compared to the capacitance value of the parasitic capacitance Ca of the main bit line MBL.

【0164】一方、メモリセルMTが、オーバーローV
th状態の場合、副ビット線SBLから副ソース線SS
Lへ電流が流れる。したがってこの場合、主ビット線M
BL上の電圧V2は、次式で表わされる。
On the other hand, when the memory cell MT
In the th state, the sub bit line SBL is connected to the sub source line SS
Current flows to L. Therefore, in this case, the main bit line M
The voltage V2 on BL is represented by the following equation.

【0165】 V2=Vr・Ca/(Ca+Cb+Cc)〜Vr/2 ここで、主ビット線MBLと副ソース線SSLの寄生容
量CaおよびCcの容量値は互いに等しいとして近似し
ている。したがって、この電圧V1およびV2を検出す
ることにより、選択行において、オーバーローVth状
態のメモリセルが存在するか否かを識別することができ
る。
V2 = Vr · Ca / (Ca + Cb + Cc) to Vr / 2 Here, it is approximated that the capacitance values of the parasitic capacitances Ca and Cc of the main bit line MBL and the sub-source line SSL are equal to each other. Therefore, by detecting these voltages V1 and V2, it is possible to identify whether or not a memory cell in the over-low Vth state exists in the selected row.

【0166】なお、図29に示す配置において、テスト
電圧発生回路62および判定回路63は、内部データ線
61を介して主ビット線MBL1〜MBLnに接続され
ている。これに代えて、主ビット線MBL1〜MBLn
それぞれに対し、テスト電圧発生回路および判定回路を
設け、これらのテスト電圧発生回路および判定回路を、
択一的に各対応の主ビット線に接続する構成が用いられ
てもよい。内部データ線の寄生容量の影響を受けること
なく、正確に主ビット線MBL1〜MBLnの電圧レベ
ルを判定することができる。
In the arrangement shown in FIG. 29, test voltage generation circuit 62 and determination circuit 63 are connected to main bit lines MBL1 to MBLn via internal data line 61. Instead, main bit lines MBL1-MBLn
A test voltage generation circuit and a judgment circuit are provided for each, and the test voltage generation circuit and the judgment circuit are
Alternatively, a configuration for connecting to each corresponding main bit line may be used. The voltage levels of main bit lines MBL1 to MBLn can be accurately determined without being affected by the parasitic capacitance of the internal data lines.

【0167】この判定回路63としては、通常の比較回
路が用いられればよい。また、テスト電圧発生回路62
としては、読出時に選択ビット線に与えられる電圧を発
生する回路が用いられてもよく、またダイオードなどを
用いた定電圧発生回路が用いられてもよい。
As the determination circuit 63, an ordinary comparison circuit may be used. The test voltage generation circuit 62
For example, a circuit for generating a voltage applied to the selected bit line at the time of reading may be used, or a constant voltage generating circuit using a diode or the like may be used.

【0168】[変形例]図31は、この発明の実施の形
態4の変形例の構成を示す図である。図31において
は、ビット線1−1〜1−mそれぞれに対応して、容量
素子C1〜Cmが設けられる。ビット線1−1〜1−m
は、それぞれ列選択信号Y1〜Ynに応答して導通する
列選択ゲートYG1〜YGmを介して内部データ線65
に接続される。また、他方端において、これらのビット
線1−1〜1−mは、テストモード指示信号TEに応答
して導通するスイッチング素子SW1〜SWmを介して
容量素子C1〜Cmに接続される。これらの容量素子C
1〜Cmは、テスト電圧発生回路62からのテスト電圧
Vrを、スイッチング素子SWaを介して受ける。スイ
ッチング素子SWaは、補のテストモード指示信号ZT
Eに応答して導通する。内部データ線65には、テスト
電圧発生回路62からのテスト電圧Vrと選択ビット線
の電圧とを比較する判定回路63が設けられる。
[Modification] FIG. 31 shows a structure of a modification of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 31, capacitive elements C1 to Cm are provided corresponding to bit lines 1-1 to 1-m, respectively. Bit lines 1-1 to 1-m
Are connected to internal data lines 65 through column selection gates YG1 to YGm which are turned on in response to column selection signals Y1 to Yn, respectively.
Connected to. At the other end, these bit lines 1-1 to 1-m are connected to capacitance elements C1 to Cm via switching elements SW1 to SWm which are turned on in response to test mode instruction signal TE. These capacitive elements C
1 to Cm receive test voltage Vr from test voltage generation circuit 62 via switching element SWa. Switching element SWa is supplied with complementary test mode instruction signal ZT.
Conducts in response to E. The internal data line 65 is provided with a determination circuit 63 for comparing the test voltage Vr from the test voltage generation circuit 62 with the voltage of the selected bit line.

【0169】この図31に示す配置においては、テスト
動作モード時、まず、スイッチング素子SWaが導通状
態となり、一方、スイッチング素子SW1〜SWmが非
導通状態となる。この状態において、テスト電圧発生回
路62からのテスト電圧Vrにより、容量素子C1〜C
mが充電される。これらの容量素子C1〜Cmの充電動
作が完了すると、次いで、スイッチング素子SW1〜S
Wmが導通し、スイッチング素子SWaが非導通状態と
され、容量素子C1〜Cmの充電電荷が、対応のビット
線1−1〜1mに伝達される。ビット線1−1〜1mに
は、それぞれ、メモリセルが接続している。オーバーロ
ーVth状態(過消去状態)のメモリセルが存在する場
合、この過消去状態のメモリセルを介してビット線上へ
伝達された電荷が対応の副ソース線上に伝達される。し
たがって、先の図29および図30に示す配置と同様、
オーバーローVth状態のメモリセルが接続するビット
線の電圧が、テスト電圧Vrのレベルよりも低下する。
所定時間が経過すると、列選択信号Y1〜Ymを順次選
択状態へ駆動し、判定回路63にビット線1−1〜1−
mを順次接続して、判定動作を行なわせる。
In the arrangement shown in FIG. 31, in the test operation mode, first, switching element SWa is turned on, while switching elements SW1 to SWm are turned off. In this state, the capacitative elements C1 to C
m is charged. When the charging operation of these capacitive elements C1 to Cm is completed, the switching elements SW1 to SW
Wm is turned on, switching element SWa is turned off, and the charged charges of capacitance elements C1 to Cm are transmitted to corresponding bit lines 1-1 to 1m. Memory cells are connected to the bit lines 1-1 to 1m, respectively. When there is a memory cell in the over-low Vth state (over-erased state), the electric charge transmitted to the bit line via the memory cell in the over-erased state is transmitted to the corresponding sub-source line. Therefore, similar to the arrangement shown in FIGS.
The voltage of the bit line connected to the memory cell in the over-low Vth state falls below the level of test voltage Vr.
After a lapse of a predetermined time, the column selection signals Y1 to Ym are sequentially driven to a selected state, and the determination circuit 63 supplies the bit lines 1-1 to
m are sequentially connected to perform a determination operation.

【0170】図31に示すような、NOR型フラッシュ
メモリの構成においても、各ビット線に対応して容量素
子を設け、この容量素子の充電電荷を利用することによ
り、ソース線選択トランジスタが設けられる構成におい
ても、過消去状態のメモリセルが存在するか否かを容易
に識別することができる。ここで、この図31に示す配
置においても、ワード線は、テスト動作モード時すべて
非選択状態に保持する。
In the configuration of the NOR type flash memory as shown in FIG. 31, a capacitance element is provided corresponding to each bit line, and a source line selection transistor is provided by utilizing the charge of the capacitance element. Also in the configuration, it is possible to easily identify whether or not a memory cell in an over-erased state exists. Here, also in the arrangement shown in FIG. 31, the word lines are all kept in a non-selected state in the test operation mode.

【0171】以上のように、この発明の実施の形態4に
従えば、所定電圧レベルに充電された容量手段(容量素
子または主ビット線)の電荷をビット線または副ビット
線に伝達して、ビット線または主ビット線の電圧レベル
が低下するか否かを判別するように構成しているため、
ソース線選択トランジスタを用いる場合においても、正
確に、オーバーローVth状態のメモリセルが存在する
か否かを識別することができる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the charge of the capacitance means (capacitance element or main bit line) charged to a predetermined voltage level is transmitted to the bit line or the sub bit line, Since it is configured to determine whether the voltage level of the bit line or the main bit line decreases,
Even when the source line selection transistor is used, it is possible to accurately determine whether or not there is a memory cell in the over-low Vth state.

【0172】[実施の形態5]図32は、この発明の実
施の形態5の不揮発性半導体記憶装置の要部の構成を示
す図である。図32においては、NOR回路フラッシュ
メモリのアレイ部および周辺部の構成を概略的に示す。
図32において、ビット線1−1〜1−mは、列選択信
号Y1〜Ymに応答して導通する列選択ゲートYG1〜
YGmを介して内部データ線71に接続される。内部デ
ータ線71には、テスト動作モード時、テスト電圧Vr
を発生するテスト電圧発生回路72およびこの内部デー
タ線71上の電圧と、分圧回路73から与えられる電圧
Vr/2とを比較する判定回路74を含む。テスト電圧
発生回路72は、非活性状態時においては、出力ハイイ
ンピーダンス状態に設定される。分圧回路73は、テス
ト電圧発生回路72から発生されるテスト電圧Vrを、
分割比2で分圧する。
[Fifth Embodiment] FIG. 32 shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 32 schematically shows a configuration of an array portion and a peripheral portion of a NOR circuit flash memory.
In FIG. 32, bit lines 1-1 to 1-m are connected to column select gates YG1 to YG1 to be conductive in response to column select signals Y1 to Ym.
Connected to internal data line 71 via YGm. The internal data line 71 has a test voltage Vr in the test operation mode.
And a determination circuit 74 for comparing the voltage on internal data line 71 with voltage Vr / 2 provided from voltage dividing circuit 73. Test voltage generation circuit 72 is set to an output high impedance state when inactive. The voltage dividing circuit 73 converts the test voltage Vr generated from the test voltage generating circuit 72 into
The pressure is divided at a division ratio of 2.

【0173】図32においては、ビット線1−1〜1−
mと交差するワード線WLおよびそれに対応して配置さ
れる副ソース線SSLを代表的に示す。この副ソース線
SSLは、ワード線WL上の信号電圧に応答して導通す
るソース線選択トランジスタSSTを介して主ソース線
MSLに接続される。次に、この図32に示す不揮発性
半導体記憶装置の動作について図33に示す信号波形図
を参照して説明する。ここで、図33においては、ビッ
ト線1−1および1−2にオーバーローVth状態のメ
モリセルが存在するか否かを判定する動作時の信号波形
を示す。まず、時刻t0において、テスト電圧発生回路
72を活性化し、所定の電圧レベルのテスト電圧Vrを
発生して内部データ線71上に伝達する。
In FIG. 32, bit lines 1-1 to 1--1
A word line WL intersecting with m and a sub-source line SSL arranged corresponding thereto are representatively shown. This sub source line SSL is connected to the main source line MSL via a source line selection transistor SST which becomes conductive in response to a signal voltage on the word line WL. Next, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 32 will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. Here, FIG. 33 shows a signal waveform at the time of an operation of determining whether or not a memory cell in an over-low Vth state exists on bit lines 1-1 and 1-2. First, at time t0, test voltage generation circuit 72 is activated to generate test voltage Vr of a predetermined voltage level and transmit it to internal data line 71.

【0174】次に、時刻t1において、列選択信号Y1
を選択状態へ駆動して、列選択ゲートYG1をオン状態
として、テスト電圧Vrをビット線1−1上に伝達し、
ビット線1−1をテスト電圧Vrのレベルに充電する。
Next, at time t1, the column selection signal Y1
To the selected state to turn on the column selection gate YG1, to transmit the test voltage Vr onto the bit line 1-1,
The bit line 1-1 is charged to the level of the test voltage Vr.

【0175】所定期間(ビット線1−1の充電に要する
時間)が経過すると、時刻t2において、テスト電圧発
生回路72が非活性化され、出力ハイインピーダンス状
態に設定される。この状態において、列選択信号Y1は
依然活性状態を維持する。
After a predetermined period (time required for charging bit line 1-1) has elapsed, at time t2, test voltage generating circuit 72 is inactivated and set to the output high impedance state. In this state, column select signal Y1 still maintains the active state.

【0176】次いで、時刻t3において、列選択信号Y
2を活性化し、列選択ゲートYG2をオン状態とし、ビ
ット線1−1および1−2を電気的に接続する。この状
態において、ビット線1−1に充電された電荷が、ビッ
ト線1−2に伝達される。このビット線1−1および1
−2間の電荷の移動を行なわせるのに必要な期間が経過
すると、時刻t4において列選択信号Y1が非選択状態
へ駆動され、列選択ゲートYG1がオフ状態となる。
Then, at time t3, column select signal Y
2 is activated, the column select gate YG2 is turned on, and the bit lines 1-1 and 1-2 are electrically connected. In this state, the charge charged on the bit line 1-1 is transmitted to the bit line 1-2. These bit lines 1-1 and 1
When a period necessary for transferring the electric charge between −2 and −2 elapses, at time t4, the column selection signal Y1 is driven to the non-selection state, and the column selection gate YG1 is turned off.

【0177】列選択ゲートYG2をオン状態とした状態
で、判定回路74を活性化し、内部データ線71上の電
圧レベルが、分圧回路73からの電圧Vr/2と比較さ
れ、時刻t5において、判定回路74からこの判定結果
を示す信号P/Fが確定状態となる。判定動作が完了す
ると、時刻t6において、列選択信号Y2が非選択状態
へ駆動され、ビット線1−2に対するオーバーローVt
h状態(過消去状態)のメモリセルの有無の検出動作が
完了する。
With column select gate YG2 turned on, decision circuit 74 is activated, and the voltage level on internal data line 71 is compared with voltage Vr / 2 from voltage divider circuit 73. At time t5, The signal P / F indicating the result of this determination is determined from the determination circuit 74. When the determination operation is completed, at time t6, the column selection signal Y2 is driven to the non-selection state, and the over-low Vt for the bit line 1-2 is set.
The operation of detecting the presence or absence of the memory cell in the h state (over-erased state) is completed.

【0178】ビット線Y1に対する判定動作を行なう場
合には、列選択信号Y1およびY2の活性化シーケンス
が逆転される。すなわち、先に列選択信号Y2が所定期
間活性状態とされ、次いで列選択信号Y1が所定期間活
性状態とされる。次に、判定回路74の判定動作につい
て説明する。
When performing the determination operation on bit line Y1, the activation sequence of column select signals Y1 and Y2 is reversed. That is, the column selection signal Y2 is first activated for a predetermined period, and then the column selection signal Y1 is activated for a predetermined period. Next, the determination operation of the determination circuit 74 will be described.

【0179】(i) ビット線1−1および1−2がと
もに正常なとき:この場合、ビット線1−1および1−
2が接続されたとき、ビット線1−1に充電された電荷
が、ビット線1−2に伝達されるだけである。したがっ
て、図34に示すように、ビット線容量CBにより電荷
の分割が行なわれる。したがって、ビット線1−1およ
び1−2は、その電圧レベルがVr/2となる。判定回
路74は、このビット線1−2の充電電圧が、Vr/2
の電圧レベルであると、ビット線1−2には、オーバー
ローVth状態のメモリセルが存在しないと判定する。
(I) When both bit lines 1-1 and 1-2 are normal: In this case, bit lines 1-1 and 1--2
When 2 is connected, the electric charge charged in the bit line 1-1 is merely transmitted to the bit line 1-2. Therefore, as shown in FIG. 34, charge is divided by bit line capacitance CB. Therefore, bit lines 1-1 and 1-2 have a voltage level of Vr / 2. The determination circuit 74 determines that the charging voltage of the bit line 1-2 is Vr / 2
It is determined that there is no over-low Vth memory cell on the bit line 1-2.

【0180】(ii) 一方のビット線が不良のとき:
ビット線1−1にオーバーローVth状態のメモリセル
が接続する場合には、図35(A)に示すように、ビッ
ト線1−1には、ビット線容量CBと、副ソース線の容
量CSが並列に接続される。これは、ワード線がすべて
非選択状態にあり、ソース線選択トランジスタが、すべ
てオフ状態にあるためである。ビット線1−2が、正常
であり、オーバーローVth状態のメモリセルが接続さ
れていない場合、ビット線1−2の容量CBのみがビッ
ト線電圧に影響を及ぼす。したがって、この場合、ビッ
ト線1−1および1−2の充電電圧V1は、次式で与え
られる。
(Ii) When one bit line is defective:
When a memory cell in an over-low Vth state is connected to the bit line 1-1, as shown in FIG. 35A, the bit line 1-1 has a bit line capacitance CB and a sub-source line capacitance CS. Are connected in parallel. This is because the word lines are all in the non-selected state and the source line select transistors are all in the off state. When the bit line 1-2 is normal and the memory cell in the over-low Vth state is not connected, only the capacitance CB of the bit line 1-2 affects the bit line voltage. Therefore, in this case, the charging voltage V1 of the bit lines 1-1 and 1-2 is given by the following equation.

【0181】 V1=Vr・(CB+CS)/(2・CB+CS) この電圧V1は、分圧回路からの電圧Vr/2よりも高
い電圧レベルである。
V1 = Vr · (CB + CS) / (2 · CB + CS) The voltage V1 is a voltage level higher than the voltage Vr / 2 from the voltage dividing circuit.

【0182】一方、ビット線1−2において、オーバー
ローVth状態のメモリセルが接続される場合、図35
(B)に示すように、このビット線の1−1の容量CB
に蓄積された電荷が、ビット線1−2の寄生容量CB+
CSに分配される。したがって、この状態においては、
充電電圧V2は、次式で与えられる。
On the other hand, when a memory cell in an over-low Vth state is connected to bit line 1-2, FIG.
As shown in (B), the capacitance CB of 1-1 of this bit line is obtained.
Is accumulated in the parasitic capacitance CB + of the bit line 1-2.
Distributed to CS. Therefore, in this state,
The charging voltage V2 is given by the following equation.

【0183】V2=Vr・CB/(2・CB+CS) この電圧レベルは、分圧回路73から出力される電圧V
r/2よりも低い電圧レベルである。判定回路74は、
このビット線1−2の充電電圧が、充電電圧Vr/2と
異なる場合には、ビット線1−1および1−2の一方
に、オーバーローVth状態のメモリセルが存在すると
判定し、かつその充電電圧が、電圧V1およびV2のい
ずれであるかに従って、オーバーローVth状態のメモ
リセルが存在するビット線を識別する。この場合の識別
方法としては、別の方法も可能であるが、これは後に説
明する。
V2 = Vr · CB / (2 · CB + CS) This voltage level corresponds to the voltage V output from the voltage dividing circuit 73.
The voltage level is lower than r / 2. The determination circuit 74
If the charging voltage of bit line 1-2 is different from charging voltage Vr / 2, it is determined that one of bit lines 1-1 and 1-2 has a memory cell in an over-low Vth state, and that The bit line in which the memory cell in the over-low Vth state exists is identified according to which of the voltages V1 and V2 the charging voltage is. In this case, another identification method is possible, which will be described later.

【0184】(iii) ビット線1−1および1−2
がともに不良のとき:ビット線1−1の充電時におい
て、同じ副ソース線に接続するメモリセルがオーバーロ
ーVth状態の場合には、ビット線1−1充電時におい
て、この共通の副ソース線が充電される。したがって、
この状態においては、図35(A)と同じ状態となる。
一方、異なる行においてオーバーローVth状態のメモ
リセルが存在し、ビット線1−1において、充電される
副ソース線とビット線1−2において充電される副ソー
ス線とが異なる場合、図36に示すように、ビット線1
−1および1−2の寄生容量は、ともにビット線容量C
Bおよび副ソース線容量CSとなり、充電電圧は、中間
電圧Vr/2の電圧レベルとなる。このような状態で
も、副ソース線の容量CSは十分大きいため、ビット線
の充電時間を正常なビット線を充電するのに要する時間
に設定することにより、異常を判別することができる。
すなわち、図33に示す充電期間(時刻t2と時刻t1
の間の期間)をビット線の充電のみに要する期間に設定
することにより、ビット線および副ソース線の充電電圧
がテスト電圧Vrより低い電圧Vr′の電圧レベルとな
る。したがって、このビット線1−2および1−1の接
続後の充電電圧レベルが、Vr′/2の電圧レベルとな
り、中間電圧Vr/2の電圧レベルより低くなり、正確
に、電圧レベルの判定を行なうことができる。
(Iii) Bit lines 1-1 and 1-2
Are both defective: when the memory cell connected to the same sub-source line is in the over-low Vth state when charging the bit line 1-1, this common sub-source line is used when charging the bit line 1-1. Is charged. Therefore,
In this state, the state is the same as that in FIG.
On the other hand, when memory cells in the over-low Vth state exist in different rows and the sub-source line charged in the bit line 1-1 is different from the sub-source line charged in the bit line 1-2, FIG. As shown, bit line 1
-1 and 1-2 are the bit line capacitances C
B and the sub-source line capacitance CS, and the charging voltage is at the voltage level of the intermediate voltage Vr / 2. Even in such a state, since the capacitance CS of the sub-source line is sufficiently large, the abnormality can be determined by setting the charging time of the bit line to the time required for charging the normal bit line.
That is, the charging period (time t2 and time t1) shown in FIG.
Is set to a period required only for charging the bit line, the charging voltage of the bit line and the sub-source line becomes the voltage level of the voltage Vr ′ lower than the test voltage Vr. Therefore, the charging voltage level after connection of bit lines 1-2 and 1-1 becomes the voltage level of Vr '/ 2, which is lower than the voltage level of intermediate voltage Vr / 2, and the voltage level can be accurately determined. Can do it.

【0185】図35(A)に示す構成において、ビット
線1−1の充電時において、ビット線容量CBおよび副
ソース線容量CSが同程度の大きさの場合、ビット線1
−1の充電時の充電電圧Vr′は、Vr/2程度とな
り、ビット線1−1および1−2の接続時の充電電圧V
1は、図35(A)において()内に示すように中間電
圧Vr/2よりも低くなる。したがって、この場合にお
いても、ビット線1−1および1−2のいずれかが不良
であることを判別することができる。すなわち、ビット
線1−1および1−2それぞれを電荷供給源としてテス
トを行なうことにより、いずれが不良ビット線であるか
を識別することができる。
In the configuration shown in FIG. 35A, when charging bit line 1-1, if bit line capacitance CB and sub-source line capacitance CS are substantially the same, bit line 1
-1 is about Vr / 2, and the charging voltage Vr 'when the bit lines 1-1 and 1-2 are connected is Vr'.
1 becomes lower than the intermediate voltage Vr / 2 as shown in parentheses in FIG. Therefore, also in this case, it can be determined that one of bit lines 1-1 and 1-2 is defective. That is, by performing a test using each of the bit lines 1-1 and 1-2 as a charge supply source, it is possible to identify which is the defective bit line.

【0186】また、この場合、判定回路74は、単に分
圧回路73からの中間電圧Vr/2とビット線充電電圧
との高低を判定するだけでよく、回路構成が簡略化され
る。
In this case, determination circuit 74 only needs to determine the level of intermediate voltage Vr / 2 from voltage dividing circuit 73 and the bit line charging voltage, and the circuit configuration is simplified.

【0187】図37は、この発明の実施の形態5におけ
る列選択信号の発生部の構成を概略的に示す図である。
図37において、列選択信号発生部は、テストモード指
示信号TEMに応答して活性化され、所定のシーケンス
で列アドレスを発生するアドレス発生回路75と、テス
トモード指示信号TEMの活性化に応答して活性化さ
れ、このアドレス発生回路75から与えられるアドレス
を充電ビット線特定アドレスとして受けて対応の列およ
び隣接列を指定するアドレス信号を所定のタイミングで
生成するアドレス制御回路76と、このアドレス制御回
路76からのアドレス信号に従ってスタティックにデコ
ード動作を行なって列選択信号Yを生成するコラムデコ
ーダ77を含む。
FIG. 37 is a diagram schematically showing a configuration of a column selection signal generating portion according to the fifth embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 37, a column selection signal generation unit is activated in response to test mode instruction signal TEM, and generates an address generation circuit 75 for generating a column address in a predetermined sequence, and in response to activation of test mode instruction signal TEM. An address control circuit 76 receiving an address given from address generation circuit 75 as a charging bit line specific address and generating an address signal designating a corresponding column and an adjacent column at a predetermined timing; A column decoder 77 that statically performs a decoding operation in accordance with an address signal from circuit 76 to generate column selection signal Y is included.

【0188】アドレス発生回路75およびアドレス制御
回路76は、テストモード指示信号TEMの活性化に応
答して活性化され、所定のタイミングで列アドレス信号
をコラムデコーダ77へ与える。コラムデコーダ77
は、単に、このアドレス制御回路76から与えられた列
アドレスをスタティックにデコードして列選択信号Yを
生成する。このアドレス発生回路75およびアドレス制
御回路76は、また書込/消去動作モード時において利
用されてもよい。通常のデータ読出を行なう動作モード
時においては、コラムデコーダ77へは、図示しないコ
ラムアドレス入力バッファからの列アドレス信号が与え
られる。
Address generation circuit 75 and address control circuit 76 are activated in response to activation of test mode instruction signal TEM, and apply a column address signal to column decoder 77 at a predetermined timing. Column decoder 77
Simply decodes the column address given from the address control circuit 76 statically to generate a column selection signal Y. The address generation circuit 75 and the address control circuit 76 may be used in the write / erase operation mode. In the operation mode for performing normal data reading, column decoder 77 is supplied with a column address signal from a column address input buffer (not shown).

【0189】[変更例1]図38は、この発明の実施の
形態5の変更例1の構成を概略的に示す図である。この
図38に示す構成においては、ビット線1−1〜1−m
が、上側ビット線1−1u〜1−muおよび下側ビット
線1−1l〜1−mlに、分離ゲートIG1u〜IGm
uおよびIG1l〜IGmlにより分割される。これら
の分離ゲートIG1u〜IGmuと対応の分離ゲートI
G1l〜IGmlの接続ノードへは、スイッチング素子
72bを介してテスト電圧発生回路72aからのテスト
電圧しVrが伝達される。テスト電圧発生回路72aの
発生するテスト電圧Vrは、また分圧回路72を介して
判定回路73へ与えられる。
[First Modification] FIG. 38 schematically shows a structure of a first modification of the fifth embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 38, bit lines 1-1 to 1-m
Are connected to the upper bit lines 1-1u to 1-mu and the lower bit lines 1-1l to 1-ml by the isolation gates IG1u to IGm.
u and IG11 to IGml. These isolation gates IG1u to IGmu and corresponding isolation gate I
The test voltage Vr from the test voltage generation circuit 72a is transmitted to the connection node of G11 to IGml via the switching element 72b. Test voltage Vr generated by test voltage generation circuit 72 a is applied to determination circuit 73 via voltage dividing circuit 72.

【0190】この図38に示す構成においては、スイッ
チング素子72bがテスト指示信号TEの活性化に応答
して導通し、テスト電圧発生回路72aからのテスト電
圧Vrを各分離ゲートの接続ノードへ伝達する。分離ゲ
ートIG1u〜IGmuおよびGI1l〜IGmlの接
続ノードの電圧が安定化すると、次いで図示しない制御
回路の制御のもとに、制御信号φAが活性状態とされ、
分離ゲートIG1u〜IGmuがオン状態となり、上側
ビット線1−1u〜1−muがテスト電圧Vrレベルに
充電される。この充電が所定期間行なわれると、次い
で、テスト指示信号TEが非活性化され、ビット線1−
1u〜1−muはフローティング状態に設定される。こ
の状態で、次いで制御信号φAおよびφBがともにオン
状態となり、上側ビット線1−1u〜1−muが対応の
下側ビット線1−1l〜1−mlに電気的に接続され、
電荷が伝達される。所定期間、制御信号φAおよびφB
を活性状態に保持した後、両制御信号φAおよびφBを
非活性状態へ駆動する。
In the configuration shown in FIG. 38, switching element 72b is rendered conductive in response to activation of test instruction signal TE, and transmits test voltage Vr from test voltage generating circuit 72a to a connection node of each isolation gate. . When the voltage of the connection node between isolation gates IG1u to IGmu and GI11 to IGml is stabilized, control signal φA is then activated under the control of a control circuit (not shown),
Isolation gates IG1u to IGmu are turned on, and upper bit lines 1-1u to 1-mu are charged to the level of test voltage Vr. When this charging is performed for a predetermined period, test instructing signal TE is inactivated, and bit line 1-
1u to 1-mu are set in a floating state. In this state, control signals φA and φB are both turned on, and upper bit lines 1-1u to 1-mu are electrically connected to corresponding lower bit lines 1-1l to 1-ml,
Charge is transmitted. Control signals φA and φB for a predetermined period
Are maintained in an active state, then both control signals φA and φB are driven to an inactive state.

【0191】次いで、列選択信号Y1〜Ymを順次選択
状態へ駆動し、上側ビット線1−1u〜1−muの充電
電圧レベルを判定回路73で判定する。この判定回路7
3の判定動作は、先に説明した判定回路73の判定動作
と同じである。上側ビット線または下側ビット線におい
てオーバーローVth状態のメモリセルが存在する場
合、そのビット線の充電電圧は、中間電圧Vr/2より
も低い電圧レベルである。これにより、ビット線単位で
オーバーローVth状態のメモリセルが存在するか否か
を判定することができる。
Next, the column selection signals Y1 to Ym are sequentially driven to the selected state, and the determination circuit 73 determines the charging voltage levels of the upper bit lines 1-1u to 1-mu. This judgment circuit 7
The determination operation of No. 3 is the same as the determination operation of the determination circuit 73 described above. When there is a memory cell in the over-low Vth state in the upper bit line or the lower bit line, the charging voltage of the bit line is at a voltage level lower than the intermediate voltage Vr / 2. This makes it possible to determine whether or not there is a memory cell in the over-low Vth state on a bit line basis.

【0192】なお、この変更例1の構成においても、テ
スト電圧発生回路72aからのテスト電圧Vrによる充
電時間を適当な値に設定することにより、オーバーロー
Vth状態のメモリセルを介して副ソース線がテスト電
圧Vrレベルにまで充電されるのを防止することができ
る。テストモード時以外においては、制御信号φAおよ
びφBはともに活性状態にあり、分離ゲートIG1u〜
IGmuおよびIG1L〜IGmlは、すべてオン状態
に保持される。
In the structure of the first modification as well, by setting the charging time by the test voltage Vr from the test voltage generating circuit 72a to an appropriate value, the sub source line is connected via the memory cell in the over-low Vth state. Can be prevented from being charged to the test voltage Vr level. Except in the test mode, control signals φA and φB are both in an active state, and isolation gates IG1u to
IGmu and IG1L to IGml are all kept on.

【0193】この図38に示す構成の場合、上側ビット
線および下側ビット線のいずれにオーバーローVth状
態のメモリセルが存在するかを判定することはできな
い。しかしながら、ビット線単位で、オーバーローVt
h状態のメモリセルが存在するか否かは判定することが
できる。
In the structure shown in FIG. 38, it cannot be determined which of the upper bit line and the lower bit line has the memory cell in the over-low Vth state. However, in units of bit lines, the over-low Vt
It can be determined whether there is a memory cell in the h state.

【0194】[変更例2]図39は、この発明の実施の
形態5の変更例2の構成を概略的に示す図である。図3
9に示す構成において、セクタ80および81が、ロー
カルデータバス82を共有するように配置される。セク
タ80は、行列状に配列されるメモリセルを有するメモ
リセルアレイ80aと、図示しないコラムデコーダから
の列選択信号に従ってメモリセルアレイ80aの列を選
択するYゲート回路80bを含む。セクタ81は、行列
状に配列されるメモリセルを有するメモリセルアレイ8
1aと、図示しないコラムデコーダからの列選択信号に
従ってメモリセルアレイ81aの選択列をローカルデー
タバス82に接続するYゲート回路81bを含む。ロー
カルデータバス82には、データの書込/読出を行なう
ための書込/センスアンプ回路84が設けられ、かつテ
スト回路83が設けられる。このテスト回路83は、上
で説明した、テスト電圧発生回路、分圧回路および判定
回路を含む(図32および図38参照)。
[Modification 2] FIG. 39 schematically shows a structure of a modification 2 of the embodiment 5 of the invention. FIG.
In the configuration shown in FIG. 9, sectors 80 and 81 are arranged to share local data bus 82. Sector 80 includes a memory cell array 80a having memory cells arranged in a matrix, and a Y gate circuit 80b for selecting a column of memory cell array 80a according to a column selection signal from a column decoder (not shown). The sector 81 includes a memory cell array 8 having memory cells arranged in a matrix.
1a, and a Y gate circuit 81b for connecting a selected column of the memory cell array 81a to the local data bus 82 according to a column selection signal from a column decoder (not shown). Local data bus 82 is provided with a write / sense amplifier circuit 84 for writing / reading data and a test circuit 83. This test circuit 83 includes the test voltage generating circuit, the voltage dividing circuit, and the determination circuit described above (see FIGS. 32 and 38).

【0195】書込/センスアンプ回路84は、セクタ選
択ゲート85を介してグローバルデータバス86に接続
される。このセクタ選択ゲート85は、そのゲートにセ
クタ選択信号φsecを受ける。
The write / sense amplifier circuit 84 is connected to a global data bus 86 via a sector select gate 85. This sector selection gate 85 receives a sector selection signal φsec at its gate.

【0196】この図39に示す構成の場合、Yゲート回
路80bおよび81bに含まれるYゲートを選択的にロ
ーカルデータバス82に接続し、一方のセクタの上のビ
ット線のテスト回路83からのテスト電圧レベルの充電
および両セクタのビット線の接続を行ない、他方のセク
タのビット線の充電電圧のレベルの判定を行なう。この
テスト回路83による電圧レベル判定動作は、図32に
おいて示したものと同じである。同じメモリセルアレイ
内の隣接列または同一ビット線における充電電圧を利用
するのではなく、隣接セクタに含まれるメモリセルアレ
イのビット線の充電電圧を利用する。この場合において
も、各ビット線は、同じ容量値を有するため、正常ビッ
ト線であれば、充電電圧は中間電圧Vr/2の電圧レベ
ルとなり、同様の判定動作を行なうことができる。
In the structure shown in FIG. 39, the Y gates included in Y gate circuits 80b and 81b are selectively connected to local data bus 82, and the bit line on one sector is tested by test circuit 83 from test circuit 83. The charging of the voltage level and the connection of the bit lines of both sectors are performed, and the level of the charging voltage of the bit line of the other sector is determined. The voltage level determination operation by test circuit 83 is the same as that shown in FIG. Instead of using the charging voltage of the adjacent column or the same bit line in the same memory cell array, the charging voltage of the bit line of the memory cell array included in the adjacent sector is used. Also in this case, since each bit line has the same capacitance value, if the bit line is a normal bit line, the charging voltage is at the voltage level of the intermediate voltage Vr / 2, and the same determination operation can be performed.

【0197】以上のように、この発明の実施の形態5に
従えば、ビット線の充電電圧を利用して対応のビット線
が所定電圧レベルに充電されるか否かを判定し、該判定
結果に従って、オーバーローVth状態(過消去状態)
のメモリセルが存在するか否かを判定しているために、
簡易な回路構成で、容易にオーバーローVth状態のメ
モリセルの有無を判定することができる。
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, it is determined whether or not a corresponding bit line is charged to a predetermined voltage level using a charging voltage of a bit line, and the determination result is obtained. , The over-low Vth state (over-erased state)
Because it is determined whether there is a memory cell of,
With a simple circuit configuration, it is possible to easily determine the presence or absence of a memory cell in the over-low Vth state.

【0198】[実施の形態6]図40は、この発明の実
施の形態6に従う不揮発性半導体記憶装置の要部の構成
を示す図である。図40において、内部データ線71と
別にテスト信号線92aおよび92bが設けられる。ビ
ット線1−1〜1−mは、テスト列選択信号TY1〜T
Ykに応答して導通するテスト列選択ゲートTG1〜T
Gmを介してテスト信号線92aおよび92bに接続さ
れる。テスト列選択信号TY1〜TYkは、2列のビッ
ト線に対し共通に発生され、2列のビット線が同時に選
択されてテスト信号線92aおよび92bにそれぞれ接
続される。
[Sixth Embodiment] FIG. 40 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the present invention. 40, test signal lines 92a and 92b are provided separately from internal data line 71. Bit lines 1-1 to 1-m are connected to test column selection signals TY1 to T
Test column selection gates TG1-T that conduct in response to Yk
Connected to test signal lines 92a and 92b via Gm. Test column selection signals TY1 to TYk are commonly generated for two columns of bit lines, and two columns of bit lines are simultaneously selected and connected to test signal lines 92a and 92b, respectively.

【0199】テスト信号線92aおよび92bに対し
て、さらに、テストモード指示信号TEの活性化時導通
し、テスト電圧発生回路90からのテスト電圧をテスト
信号線92aおよび92bに伝達するトランスファゲー
ト79と、テスト信号線92aおよび92b上の信号電
圧を比較する比較回路91が設けられる。他の構成は、
図32に示す構成と同じであり、対応する部分には同一
の参照番号を付す。
Test signal lines 92a and 92b are rendered conductive when test mode instruction signal TE is activated, and transfer gate 79 for transmitting a test voltage from test voltage generating circuit 90 to test signal lines 92a and 92b. And a comparison circuit 91 for comparing signal voltages on test signal lines 92a and 92b. Other configurations are
The configuration is the same as that shown in FIG. 32, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0200】この図40に示す構成においては、通常動
作モード時に用いられる列選択信号Y1〜Ymは用いら
れない。テスト専用に設けられた信号線92aおよび9
2bを介してビット線の充電および充電電圧のレベルの
判定が行なわれる。次に、この図40に示す不揮発性半
導体記憶装置の動作を図41に示す信号波形図を参照し
て説明する。
In the structure shown in FIG. 40, column select signals Y1 to Ym used in the normal operation mode are not used. Signal lines 92a and 9 provided exclusively for testing
The bit line is charged and the level of the charging voltage is determined via 2b. Next, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 40 will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG.

【0201】時刻t0においてテスト電圧発生回路90
が活性化され、出力ハイインピーダンス状態から解放さ
れてテスト電圧Vrを生成する。適当なタイミングで、
テストモード指示信号TEが活性状態となると、トラン
スファゲートがオン状態となり、テスト信号線92aお
よび92bには、同じ電圧レベルのテスト電圧Vrが伝
達される。
At time t0, test voltage generation circuit 90
Is activated and released from the output high impedance state to generate the test voltage Vr. At the right time,
When test mode instruction signal TE is activated, the transfer gate is turned on, and test voltage Vr of the same voltage level is transmitted to test signal lines 92a and 92b.

【0202】時刻t1においてテスト列選択信号TY1
が選択状態へ駆動され、テスト列選択ゲートTG1およ
びTG2が導通し、ビット線1−1および1−2はテス
ト信号線92aおよび92bにそれぞれ接続される。こ
のように、ビット線1−1および1−2が、それぞれテ
スト電圧Vrレベルに充電される。
At time t1, test column select signal TY1
Is driven to the selected state, test column select gates TG1 and TG2 are turned on, and bit lines 1-1 and 1-2 are connected to test signal lines 92a and 92b, respectively. Thus, the bit lines 1-1 and 1-2 are charged to the test voltage Vr level, respectively.

【0203】所定時間が経過すると、時刻t2におい
て、このテスト電圧発生回路90が非活性化されて出力
ハイインピーダンス状態となり、またトランスファゲー
ト79もテストモード指示信号TEの非活性化に応答し
て非導通状態となり、ビット線TY1およびTY2に対
する充電動作が完了する。
After a predetermined time has elapsed, at time t2, test voltage generation circuit 90 is inactivated to be in an output high impedance state, and transfer gate 79 is also deactivated in response to inactivation of test mode instruction signal TE. The conduction state is established, and the charging operation for bit lines TY1 and TY2 is completed.

【0204】この状態において、時刻t3においてテス
ト列選択信号TY2が選択状態へ駆動され、ビット線1
−1および1−2が、それぞれ、ビット線1−3および
1−4に電気的に接続され、これらの間で電荷が移動す
る。
In this state, at time t3, test column select signal TY2 is driven to the selected state, and bit line 1
-1 and 1-2 are electrically connected to bit lines 1-3 and 1-4, respectively, between which charge moves.

【0205】次いで、時刻t4においてテスト列選択信
号TY1を非選択状態へ駆動し、テスト列選択ゲートT
G1およびTG2をオフ状態とする。一方、テスト列選
択信号TY2は活性状態にあり、テスト列選択ゲートT
G3およびTG4はオン状態にある。ビット線1−3お
よび1−4は、それぞれ、テスト信号線92aおよび9
2bに接続されており、これらのテスト信号線92aお
よび92bの電圧レベルは、ビット線1−3および1−
4それぞれの充電電圧レベルに応じた電圧レベルに到達
する。
Then, at time t4, test column select signal TY1 is driven to a non-selected state, and test column select gate T
G1 and TG2 are turned off. On the other hand, test column select signal TY2 is in an active state, and test column select gate T
G3 and TG4 are on. Bit lines 1-3 and 1-4 are connected to test signal lines 92a and 9a, respectively.
2b, and the voltage levels of test signal lines 92a and 92b are connected to bit lines 1-3 and 1-
4 A voltage level corresponding to each charging voltage level is reached.

【0206】次いで、このテスト信号線92aおよび9
2bの電圧レベルが安定化すると、時刻t4において比
較回路91が活性化されて、信号線92aおよび92b
の信号電圧の比較を行ない、その比較結果に基づいて出
力信号P/Fを駆動する。
Then, test signal lines 92a and 9a
When the voltage level of 2b is stabilized, comparison circuit 91 is activated at time t4, and signal lines 92a and 92b are activated.
Are compared, and the output signal P / F is driven based on the comparison result.

【0207】ビット線1−1〜1−4がすべて正常状態
にあり、オーバーローVth状態のメモリセルが存在し
ない場合には、ビット線1−3および1−4は、中間電
圧Vr/2の電圧レベルにプリチャージされる。比較回
路91は、このビット線1−3および1−4の電圧レベ
ルが同じ場合には、正常であると判定する。
When bit lines 1-1 to 1-4 are all in a normal state and no memory cell is in an over-low Vth state, bit lines 1-3 and 1-4 are connected to intermediate voltage Vr / 2. Precharged to voltage level. When the voltage levels of the bit lines 1-3 and 1-4 are the same, the comparison circuit 91 determines that the bit lines are normal.

【0208】一方、ビット線1−1および1−2が正常
であり、またビット線1−3および1−4の一方が異常
(オーバーローVth状態のメモリセルが接続される状
態)の場合には、ビット線1−3および1−4の電圧レ
ベルに差が生じる。この差を比較回路91で検出するこ
とにより、ビット線1−3および1−4のいずれに、オ
ーバーローVth状態のメモリセルが接続するかを判定
する。
On the other hand, when bit lines 1-1 and 1-2 are normal and one of bit lines 1-3 and 1-4 is abnormal (a state where a memory cell in an over-low Vth state is connected). Causes a difference in the voltage levels of the bit lines 1-3 and 1-4. By detecting this difference with the comparison circuit 91, it is determined which of the bit lines 1-3 and 1-4 is connected to the memory cell in the over-low Vth state.

【0209】図40に示す配置において、対をなすビッ
ト線がともに不良であり、オーバーローVth状態のメ
モリセルが接続する場合には、比較回路91からは、同
じ電圧レベルであることを示す信号が出力される。
In the arrangement shown in FIG. 40, when both bit lines forming a pair are defective and a memory cell in an over-low Vth state is connected, a signal indicating the same voltage level is output from comparison circuit 91. Is output.

【0210】この図40に示すように、データバスと別
に、テスト電圧発生回路および比較回路を設けて、対を
なすビット線の充電電圧のレベルを比較することによ
り、容易に、オーバーローVth状態のメモリセルの存
在を検出することができる。
As shown in FIG. 40, a test voltage generating circuit and a comparing circuit are provided separately from the data bus to compare the level of the charging voltage of the bit line forming a pair. Can be detected.

【0211】なお、このテスト列選択信号TY1〜TY
kの発生態様は、単に図37に示す構成において、最下
位列アドレスビットを縮退状態に設定することにより容
易に実現される。また、1行のメモリセルから複数のメ
モリセルを同時に選択して多ビットデータを読出す構成
の場合、テスト信号線として内部データバス線が用いら
れてもよい。
The test column selection signals TY1 to TY
The generation mode of k can be easily realized by simply setting the least significant column address bit to the degenerated state in the configuration shown in FIG. In the case of reading a multi-bit data by simultaneously selecting a plurality of memory cells from one row of memory cells, an internal data bus line may be used as a test signal line.

【0212】[変更例]図42は、この発明の実施の形
態6の変更例の構成を概略的に示す図である。図42に
おいては、2つのセクション95および96の要部の構
成を示す。セクション95は、行列状に配列される複数
のメモリセルを有するメモリセルアレイ95aと、この
メモリセルアレイ95aのアドレス指定された列を選択
するためのYゲート回路95bと、テスト動作モード
時、このメモリセルアレイ95aにおいて2列を同時に
選択してテスト信号バス97に接続するテストゲート回
路95cを含む。テストゲート回路95cは、図40に
示すテスト列選択ゲートTG1〜TGmと等価である。
[Modification] FIG. 42 schematically shows a structure of a modification of the sixth embodiment of the present invention. FIG. 42 shows a configuration of a main part of two sections 95 and 96. The section 95 includes a memory cell array 95a having a plurality of memory cells arranged in a matrix, a Y gate circuit 95b for selecting an addressed column of the memory cell array 95a, and a memory cell array 95 in a test operation mode. 95a includes a test gate circuit 95c for simultaneously selecting two columns and connecting to the test signal bus 97. Test gate circuit 95c is equivalent to test column selection gates TG1 to TGm shown in FIG.

【0213】セクション96は、行列状に配列される複
数のメモリセルを有するメモリセルアレイ96aと、ア
ドレス指定された列を選択するためのYゲート回路96
bと、テスト動作モード時、同時に2列を選択してテス
ト信号バス97に接続するテストゲート回路96cを含
む。このテストデータバス97には、テスト動作モード
時、所定の電圧レベルの電圧を発生するテスト電圧発生
回路93と、このテスト信号バス97上の信号電圧を比
較する比較回路94が設けられる。テスト信号バス97
は、2ビットの信号線を有し、テストゲート回路95c
および96cによりそれぞれ選択された2列のビット線
と電気的に接続される。
The section 96 includes a memory cell array 96a having a plurality of memory cells arranged in a matrix, and a Y gate circuit 96 for selecting an addressed column.
b, and a test gate circuit 96c for simultaneously selecting two columns and connecting to the test signal bus 97 in the test operation mode. The test data bus 97 is provided with a test voltage generation circuit 93 for generating a voltage of a predetermined voltage level in the test operation mode, and a comparison circuit 94 for comparing the signal voltage on the test signal bus 97. Test signal bus 97
Has a 2-bit signal line, and has a test gate circuit 95c.
And 96c are electrically connected to the two columns of bit lines selected respectively.

【0214】この図42に示す構成においては、メモリ
セルアレイ95aおよび96aの一方の2列のビット線
に対しテスト電圧発生回路93からのテスト電圧の充電
が行なわれる。この充電の後、メモリセルアレイ95a
および96aの2列のビット線間の相互接続が行なわれ
る。続いて、他方のメモリセルアレイにおける2列のビ
ット線の信号電圧を、テスト信号バス97上に伝達し
て、比較回路94により比較する。
In the structure shown in FIG. 42, one of the two columns of bit lines of memory cell arrays 95a and 96a is charged with a test voltage from test voltage generating circuit 93. After this charging, the memory cell array 95a
And interconnection between the two columns of bit lines 96a. Subsequently, the signal voltages of the two columns of bit lines in the other memory cell array are transmitted to the test signal bus 97 and compared by the comparison circuit 94.

【0215】この図42に示すように、メモリセルアレ
イ95aおよび96a双方に充電を行なう構成として
も、同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 42, the same effect can be obtained even when the structure is such that both memory cell arrays 95a and 96a are charged.

【0216】以上のように、この発明の実施の形態6に
従えば、2本のビット線単位で充電および充電電圧レベ
ルの検出を行なうように構成しているため、テスト時間
が短縮されるとともに、正確な判定動作が可能となる。
As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the charging and the detection of the charging voltage level are performed in units of two bit lines, so that the test time can be shortened. Thus, an accurate determination operation can be performed.

【0217】[実施の形態7]図43は、この発明の実
施の形態7の不揮発性半導体記憶装置の要部の構成を概
略的に示す図である。図43においては、4本のワード
線WLa〜WLdに関連する部分の構成を示す。ワード
線WLaおよびWLbが副ソース線SSLaを共有し、
ワード線WLcおよびWLdが、ソース線SSLbを共
有する。ワード線WLa〜WLdおよび副ソース線SS
La〜SSLbに対応して、メモリセルMTおよびソー
ス線選択トランジスタSSTが設けられる。ソース線選
択トランジスタSSTは、対応のワード線が選択状態へ
駆動されるし、主ソース線MSLからの接地電圧を対応
の副ソース線へ伝達する。
[Embodiment 7] FIG. 43 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment 7 of the invention. FIG. 43 shows a configuration of a portion related to four word lines WLa to WLd. Word lines WLa and WLb share sub-source line SSLa,
Word lines WLc and WLd share source line SSLb. Word lines WLa-WLd and sub source line SS
A memory cell MT and a source line select transistor SST are provided corresponding to La to SSLb. Source line select transistor SST drives the corresponding word line to the selected state, and transmits the ground voltage from main source line MSL to the corresponding sub source line.

【0218】ワード線WLa〜WLdに対し、与えられ
たアドレス信号にデコードして、対応のワード線を選択
状態へ駆動するワード線選択回路100a〜100dが
それぞれ設けられる。ワード線選択回路100a〜10
0dの各々は、与えられたアドレス信号をデコードする
NAND型デコード回路NDと、このNAND型デコー
ド回路NDの出力信号を反転して、対応のワード線を選
択状態へ駆動するワード線ドライブ回路WDを含む。N
AND回路デコード回路NDおよびワード線ドライブ回
路WDは、電源電圧Vcc(3.3V)および接地電圧
を両動作電源電圧として動作する。
Word line selection circuits 100a to 100d are provided for decoding word lines WLa to WLd into given address signals and driving corresponding word lines to a selected state. Word line selection circuits 100a-10
0d each include a NAND type decode circuit ND for decoding a given address signal, and a word line drive circuit WD for inverting an output signal of the NAND type decode circuit ND and driving a corresponding word line to a selected state. Including. N
AND circuit decode circuit ND and word line drive circuit WD operate using power supply voltage Vcc (3.3 V) and ground voltage as both operation power supply voltages.

【0219】ワード線WLa〜WLdの他方側におい
て、選択ワード線と対をなすワード線を負電圧レベルへ
駆動する負電圧駆動回路102a〜102dが設けられ
る。ワード線負電圧駆動回路102a〜102dの各々
は、与えられたアドレス信号をデコードするNAND型
デコード回路NGと、このNAND型デコード回路NG
の出力信号を反転するレベル変換機能を有するインバー
タ回路LGと、レベル変換機能付インバータ回路LGの
出力信号に従って対応のワード線へ負電圧Vnを伝達す
るnチャネルMOSトランジスタNWTを含む。
On the other side of word lines WLa to WLd, negative voltage driving circuits 102a to 102d for driving a word line paired with a selected word line to a negative voltage level are provided. Each of word line negative voltage drive circuits 102a to 102d has a NAND decode circuit NG for decoding a given address signal, and a NAND decode circuit NG
And an n-channel MOS transistor NWT transmitting a negative voltage Vn to a corresponding word line in accordance with an output signal of inverter circuit LG with a level conversion function.

【0220】NAND型デコード回路NGは、電源電圧
Vccおよび接地電圧を両動作電源電圧として動作す
る。レベル変換機能付インバータ回路LGは、接地電圧
(0V)と負電圧Vnを両動作電源電圧として動作し、
NAND型デコード回路NGの出力信号の振幅を、0V
と負電圧Vnの間の振幅に変換する。
NAND type decode circuit NG operates using power supply voltage Vcc and ground voltage as both operation power supply voltages. The inverter circuit LG with the level conversion function operates using the ground voltage (0 V) and the negative voltage Vn as both operation power supply voltages,
The amplitude of the output signal of the NAND decode circuit NG is set to 0V
And a negative voltage Vn.

【0221】ワード線選択回路100a〜100dとワ
ード線負電圧駆動回路102a〜102dにおいては、
与えられるロウアドレス信号の最下位ビットが対をなす
ワード線において入れ換えられる。すなわち、ワード線
選択回路100aによりワード線WLaが選択されて、
電源電圧Vccレベルにこの選択ワード線WLaに駆動
されるとき、ワード線負電圧駆動回路102bが選択さ
れ、ワード線WLbに負電圧Vnを伝達する。非選択ワ
ード線WLcおよびWLdは、ワード線選択回路100
cおよび100dの出力信号が接地電圧レベルであり、
またワード線負電圧駆動回路102cおよび102d
は、出力ハイインピーダンス状態となるため、接地電圧
レベルに保持される。
In word line selecting circuits 100a-100d and word line negative voltage driving circuits 102a-102d,
The least significant bit of the applied row address signal is replaced on a paired word line. That is, the word line WLa is selected by the word line selection circuit 100a,
When the selected word line WLa is driven to the power supply voltage Vcc level, the word line negative voltage driving circuit 102b is selected and transmits the negative voltage Vn to the word line WLb. The unselected word lines WLc and WLd are connected to the word line selection circuit 100
the output signals of c and 100d are at ground voltage level,
Word line negative voltage driving circuits 102c and 102d
Are kept at the ground voltage level because they are in an output high impedance state.

【0222】より具体的に、たとえばワード線選択回路
100aのNAND型デコード回路NDの出力信号がL
レベルとなり、選択状態を示すときには、対応のワード
線ドライブ回路WDの出力信号がHレベルとなる。この
とき、ワード線選択回路100bにおいては、NAND
型デコード回路NDの出力信号はHレベルであり、対応
のワード線ドライブ回路WDの出力信号はLレベルであ
る。一方、ワード線負電圧駆動回路102aにおいて
は、NAND型デコード回路NGに対して与えられるア
ドレス信号の最下位ビットが異なっているため、NAN
D型デコード回路NGの出力信号がHレベルとなって、
非選択状態を示し、応じて対応のレベル変換機能付イン
バータ回路LGの出力信号が負電圧VnレベルのLレベ
ルとなり、MOSトランジスタNWTはオフ状態とな
る。一方、ワード線負電圧駆動回路102bにおいて
は、NAND型デコード回路NGの出力信号がLレベル
となり、応じて対応のレベル変換機能付インバータ回路
LGの出力信号が接地電圧レベルのHレベルとなり、M
OSトランジスタNWTがオン状態となり、ワード線W
Lbへは、負電圧Vnが伝達される。
More specifically, for example, the output signal of NAND type decode circuit ND of word line select circuit 100a is at L level.
Level, indicating the selected state, the output signal of the corresponding word line drive circuit WD goes high. At this time, in the word line selection circuit 100b, the NAND
The output signal of type decode circuit ND is at H level, and the output signal of corresponding word line drive circuit WD is at L level. On the other hand, in the word line negative voltage drive circuit 102a, since the least significant bit of the address signal applied to the NAND decode circuit NG is different, NAN
The output signal of the D-type decode circuit NG goes high,
In the non-selected state, the output signal of the corresponding inverter circuit LG with a level conversion function becomes the L level of the negative voltage Vn level, and the MOS transistor NWT is turned off. On the other hand, in word line negative voltage drive circuit 102b, the output signal of NAND decode circuit NG attains the L level, and the output signal of corresponding inverter circuit LG with the level conversion function attains the H level of the ground voltage level.
The OS transistor NWT is turned on, and the word line W
Lb is transmitted with negative voltage Vn.

【0223】したがって、この図43の示す構成におい
ては、たとえばワード線WLaが選択されたとき、ワー
ド線WLbが負電圧Vnのレベルに駆動される。ワード
線WLbに接続されるメモリセルMTが、オーバーロー
Vth状態にあっても、そのしきい値電圧Vthは、ワ
ード線WLb上に伝達される負電圧Vnの電圧レベルよ
りも高く、リーク電流は確実に抑制される。したがっ
て、ビット線BLには、ワード線WLaに接続されるメ
モリセルMTによる電流のみが流れ、正確なデータ読出
を行なうことができる。
Therefore, in the structure shown in FIG. 43, for example, when word line WLa is selected, word line WLb is driven to the level of negative voltage Vn. Even when memory cell MT connected to word line WLb is in the overlow Vth state, its threshold voltage Vth is higher than the voltage level of negative voltage Vn transmitted on word line WLb, and the leakage current is lower. It is surely suppressed. Therefore, only the current from memory cell MT connected to word line WLa flows through bit line BL, and accurate data reading can be performed.

【0224】通常、不揮発性メモリセルにおいて、オー
バーローVth状態のメモリセルのしきい値電圧Vth
は、接地電圧(0V)に近傍に存在する確率が最も高
く、より深い負電圧となる確率は極めて低いため、選択
ワード線WLa上に伝達される電圧VWLと符号の反対
の電圧−VWL(約−3.3V)の電圧レベルであれ
ば、確実に、オーバーローVth状態のメモリセルのリ
ーク電流は抑制することができる。
Normally, in the nonvolatile memory cell, the threshold voltage Vth of the memory cell in the overlow Vth state
Has the highest probability of being near the ground voltage (0 V) and has a very low probability of becoming a deeper negative voltage, and therefore has a voltage -VWL (about the opposite of the sign of the voltage VWL transmitted on the selected word line WLa). If the voltage level is -3.3 V), the leak current of the memory cell in the over-low Vth state can be surely suppressed.

【0225】メモリセル特性においては、通常、低しき
い値電圧状態のメモリセルのしきい値電圧は、接地電圧
(0V)と選択ワード線上に伝達される電圧VWLの間
に分布するように、メモリセルは製造される。しきい値
電圧Vthを低くする場合には、NOR型フラッシュメ
モリおよびDINOR型フラッシュメモリにかかわら
ず、ファウラー・ノルドハイムトンネリング電流を利用
している。このファウラー・ノルドハイムトンネリング
電流は、しきい値電圧Vthが1V低下すると、指数関
数的に小さくなる。しきい値電圧Vthが低下し、オー
バーローVth状態になれば、ファウラー・ノルドハイ
ムトンネリング電流が極めて小さくなり、しきい値電圧
Vthの低下が抑制される。
In memory cell characteristics, normally, the threshold voltage of a memory cell in a low threshold voltage state is distributed between ground voltage (0 V) and voltage VWL transmitted on a selected word line. The memory cell is manufactured. To lower the threshold voltage Vth, Fowler-Nordheim tunneling current is used regardless of the NOR flash memory and the DINOR flash memory. The Fowler-Nordheim tunneling current decreases exponentially when the threshold voltage Vth decreases by 1V. When the threshold voltage Vth decreases and enters the over-low Vth state, the Fowler-Nordheim tunneling current becomes extremely small, and the decrease in the threshold voltage Vth is suppressed.

【0226】図44に示すように、低しきい値電圧状態
のメモリセルは、しきい値電圧Vt0を中心として、極
めて狭い範囲に存在しており、負のしきい値電圧を有す
るメモリセルの個数は極めて少ない。したがって、この
選択ワード線と対をなす(副ソース線を共有する)ワー
ド線上に、負電圧−VWLを伝達すれば、メモリセルの
しきい値電圧の許容分布範囲が、VWLから−VWLの
範囲となり、メモリセルの実際のしきい値電圧の分布よ
りも極めて広い範囲となり、メモリセルのしきい値電圧
Vthが、負の電圧−VWL以下となる確率はほぼ0と
みなすことができる。したがって確実に、このオーバー
ローVth状態のメモリセルのリーク電流は抑制するこ
とができる。
As shown in FIG. 44, the memory cell in the low threshold voltage state exists in a very narrow range around the threshold voltage Vt0, and is a memory cell having a negative threshold voltage. The number is extremely small. Therefore, if negative voltage -VWL is transmitted to a word line paired with this selected word line (sharing a sub-source line), the allowable distribution range of the threshold voltage of the memory cell will be in the range of VWL to -VWL. Thus, the distribution becomes much wider than the actual distribution of the threshold voltage of the memory cell, and the probability that the threshold voltage Vth of the memory cell becomes equal to or lower than the negative voltage −VWL can be regarded as almost zero. Therefore, the leak current of the memory cell in the over-low Vth state can be surely suppressed.

【0227】なお、図43に示す構成において、ワード
線に負電圧を伝達する場合、対応のワード線選択回路が
接地電圧レベルの電圧を伝達している。この場合、ワー
ド線ドライブ回路WDにおいて、対をなすワード線の信
号をゲートに受けるpチャネルMOSトランジスタを接
地ノードとワード線との間に挿入し、選択ワード線と対
をなすワード線に対して設けられたワード線ドライブ回
路を出力ハイインピーダンス状態にする構成が用いられ
れば、この負電圧伝達時の消費電流は確実に抑制され、
また非選択ワード線を確実に負電圧VNレベルへ駆動す
ることができる。
In the structure shown in FIG. 43, when a negative voltage is transmitted to a word line, a corresponding word line selection circuit transmits a voltage at the ground voltage level. In this case, in word line drive circuit WD, a p-channel MOS transistor receiving a signal of the word line forming a pair at its gate is inserted between the ground node and the word line, and a word line paired with the selected word line is provided. If the configuration in which the provided word line drive circuit is set to the output high impedance state is used, the current consumption at the time of transmitting the negative voltage is surely suppressed,
Further, the unselected word lines can be reliably driven to the negative voltage VN level.

【0228】以上のように、この発明の実施の形態7に
従えば、選択ワード線と対をなす非選択ワード線上に負
電圧を伝達するように構成したため、確実に、副ソース
線を共有するオーバーローVth状態のメモリセルをオ
フ状態に設定することができ、正確に、メモリセルデー
タの読出を行なうことができる。
As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, since the negative voltage is transmitted to the unselected word line paired with the selected word line, the sub-source line is surely shared. The memory cell in the over-low Vth state can be set to the off state, and the memory cell data can be accurately read.

【0229】[実施の形態8]図45は、この発明の実
施の形態8に従う不揮発性半導体記憶装置の要部の構成
を示す図である。図45においては、4行4列に配列さ
れたメモリセルMTを示す。この図45に示す構成にお
いては、ワード線WLa〜WLdそれぞれに対応して、
副ソース線SSLDa〜SSLDdが設けられる。これ
らの副ソース線SSLDa〜SSLDdは、それぞれ対
応のソース線選択トランジスタSSTa〜SSTdを介
して主ソース線MSLに接続される。
[Eighth Embodiment] FIG. 45 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 45 shows memory cells MT arranged in four rows and four columns. In the configuration shown in FIG. 45, corresponding to each of word lines WLa to WLd,
Sub source lines SSLDa to SSLDd are provided. These sub source lines SSLDa to SSLDd are connected to a main source line MSL via corresponding source line select transistors SSTa to SSTd, respectively.

【0230】この図45に示す配置の場合、選択行に対
応して設けられた副ソース線のみが主ソース線MSLに
接続される。非選択ワード線に対応して設けられた副ソ
ース線は、主ソース線MSLから切離される。したがっ
て、ワード線選択時、ビット線から主ソース線へ電流が
流れる経路は、選択ワード線に接続されるメモリセルお
よび対応の副ソース線を介する経路のみであり、他の非
選択ワード線に接続されるメモリセルのソース(副ソー
ス線に接続されるノード)はオープン状態となり、その
電流経路は遮断される。したがって、メモリセルデータ
読出時、選択メモリセルのデータを、他のオーバーロー
Vth状態のメモリセルの影響を受けることなく正確に
読出すことができる。
In the case of the arrangement shown in FIG. 45, only the sub-source lines provided corresponding to the selected row are connected to main source line MSL. Sub-source lines provided corresponding to non-selected word lines are separated from main source lines MSL. Therefore, when a word line is selected, the current flows from the bit line to the main source line only through the memory cell connected to the selected word line and the corresponding sub-source line, and to the other non-selected word lines. The source (node connected to the sub-source line) of the memory cell to be opened is in an open state, and its current path is cut off. Therefore, when reading the memory cell data, the data of the selected memory cell can be accurately read without being affected by other memory cells in the overlow Vth state.

【0231】次に、このワード線それぞれに対応して副
ソース線を設ける方法について説明する。
Next, a method of providing a sub-source line corresponding to each word line will be described.

【0232】製造方法1:図46(A)−(C)を参照
して、以下、第1の副ソース線製造方法について説明す
る。
Manufacturing Method 1: With reference to FIGS. 46A to 46C, a first method of manufacturing a sub-source line will be described below.

【0233】まず、図46(A)に示すように、半導体
基板110の副ソース線間分離領域111を除いて、窒
化膜112を形成する。この窒化膜112をマスクとし
て、熱酸化処理を施し、図46(B)に示すように、熱
酸化膜(LOCOS膜)113を形成する。
First, as shown in FIG. 46A, a nitride film 112 is formed except for the sub-source line separation region 111 of the semiconductor substrate 110. Using this nitride film 112 as a mask, a thermal oxidation process is performed to form a thermal oxide film (LOCOS film) 113 as shown in FIG.

【0234】次いで、図46(C)に示すように、ゲー
ト絶縁膜114、フローティングゲートとなる導電層1
15、および層間分離絶縁膜116を順次形成する。層
間絶縁膜116は、上層に形成されるワード線(制御電
極)とフローティングゲートとの分離を行なう。
Next, as shown in FIG. 46C, the gate insulating film 114 and the conductive layer 1 serving as a floating gate are formed.
15 and an interlayer isolation insulating film 116 are sequentially formed. The interlayer insulating film 116 separates a word line (control electrode) formed in an upper layer from a floating gate.

【0235】この層間分離絶縁膜116上に、ワード線
(制御電極)となる導電層117を形成し、さらにその
上層に層間絶縁膜118を形成した後パターニングす
る。これらの一連に工程により、メモリセルのゲート構
造が形成される。次いで、このゲート構造をマスクとし
て、イオン注入を行なって、ドレイン領域、ソース領域
および副ソース線を形成する。熱酸化膜113が形成さ
れており、領域119に形成される副ソース線は、互い
に分離される。これにより、各ワード線に対応して副ソ
ース線を設けることができる。
A conductive layer 117 serving as a word line (control electrode) is formed on the interlayer insulating film 116, and an interlayer insulating film 118 is further formed thereon, followed by patterning. Through these series of steps, the gate structure of the memory cell is formed. Next, ion implantation is performed using the gate structure as a mask to form a drain region, a source region, and a sub-source line. Thermal oxide film 113 is formed, and the sub-source lines formed in region 119 are separated from each other. Thereby, a sub source line can be provided corresponding to each word line.

【0236】製造方法2:図47は、この発明の実施の
形態8の第2の副ソース線製造方法の主要工程を示す図
である。図47に示すように、半導体基板110の表面
に、ゲート構造120を形成する。このゲート構造12
0は、図46(C)に示すように、ゲート絶縁膜と、こ
のゲート絶縁膜上層のフローティングゲートとなる導電
層と、フローティングゲート上に、層間分離絶縁膜を介
して形成されるワード線となる導電層と、ワード線導電
層上に形成される層間絶縁膜を含む。これらのゲート構
造120を形成した後、ソース領域にイオン注入を行な
うために、メモリセルのドレイン領域に対したとえばレ
ジスト膜からなるマスク121を形成する。このときま
た、半導体基板110の表面の副ソース線間分離領域1
11上にたとえばレジスト膜からなるマスク122を形
成する。これらのマスク121および122をマスクと
して、イオン注入を行ない、メモリセルソース領域およ
び副ソース線を形成する。マスク122直下の半導体基
板110表面には、イオン注入は行なわれない。したが
って、この副ソース線間分離領域111は、メモリセル
のゲート構造120直下のチャネル領域と同じ不純物濃
度を有する。この副ソース線間分離領域111上には、
ゲート電極などは形成されないため、この分離領域11
1は常時高抵抗状態となる。特に、ソース/副ソース線
領域119は、ほとんど電位差はない(オープン状態お
よび接地電圧が伝達される場合いずれにおいても)。し
たがって、この副ソース線間分離領域111は、十分
に、このソース/副ソース線領域119を電気的に分離
する領域として機能することができる。
Manufacturing Method 2: FIG. 47 shows main steps of a second sub-source line manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 47, the gate structure 120 is formed on the surface of the semiconductor substrate 110. This gate structure 12
0 denotes a gate insulating film, a conductive layer serving as a floating gate on the gate insulating film, and a word line formed on the floating gate via an interlayer insulating film as shown in FIG. Conductive layer, and an interlayer insulating film formed on the word line conductive layer. After these gate structures 120 are formed, a mask 121 made of, for example, a resist film is formed in the drain region of the memory cell in order to perform ion implantation into the source region. At this time, the separation region 1 between the sub-source lines on the surface of the semiconductor substrate 110 is also formed.
A mask 122 made of, for example, a resist film is formed on 11. Using these masks 121 and 122 as masks, ion implantation is performed to form memory cell source regions and sub-source lines. No ion implantation is performed on the surface of the semiconductor substrate 110 immediately below the mask 122. Therefore, sub-source line isolation region 111 has the same impurity concentration as the channel region immediately below gate structure 120 of the memory cell. On the sub-source line separation region 111,
Since no gate electrode or the like is formed, the isolation region 11
1 is always in a high resistance state. In particular, the source / sub-source line region 119 has almost no potential difference (in both the open state and the case where the ground voltage is transmitted). Therefore, the sub-source line separation region 111 can sufficiently function as a region for electrically separating the source / sub-source line region 119.

【0237】製造方法3:図48(A)および(B)
は、この発明の実施の形態8の第3の製造方法の各工程
を示す図である。まず、図48(A)に示すように、半
導体基板110表面上に、メモリセルのゲート構造12
0を形成した後、ソース領域へのイオン注入のために、
メモリセルのドレイン領域を覆うたとえばレジスト膜か
らなるソース注入用マスク121を形成する。次いで、
このマスク121およびゲート構造120をマスクとし
て、たとえばリンまたはヒ素などのN型不純物領域を注
入する。これにより、半導体基板110のゲート構造1
20の間の領域123上に、不純物領域が形成され、メ
モリセルのソース領域および副ソース線が形成される。
Manufacturing method 3: FIGS. 48 (A) and (B)
FIG. 26 is a diagram showing each step of a third manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 48A, the gate structure 12 of the memory cell is formed on the surface of the semiconductor substrate 110.
After forming 0, for ion implantation into the source region,
A source implantation mask 121 made of, for example, a resist film is formed to cover the drain region of the memory cell. Then
Using mask 121 and gate structure 120 as a mask, an N-type impurity region such as phosphorus or arsenic is implanted. Thereby, the gate structure 1 of the semiconductor substrate 110
An impurity region is formed on region 123 between 20, and a source region and a sub-source line of the memory cell are formed.

【0238】次いで、図48(B)に示すように、新た
にたとえばレジスト膜からなるマスク124を形成し、
領域123におけるメモリセルのソース領域および副ソ
ース線領域を覆う。この状態においては、半導体基板1
10の分離領域111の表面のみが露出する。このマス
ク124をマスクとして、領域123全体にわたって注
入された不純物(N型)と逆導電型のたとえばボロンな
どのP型不純物をイオン注入する。この分離領域111
への逆導電型のドーパントのイオン注入により、分離領
域111に先の図48(A)において注入されたN型不
純物が相殺され、分離領域111は、等価的に、低不純
物濃度の高抵抗領域となる。この結果、分離領域111
は、ソース/副ソース線領域119の間の分離領域とし
て機能する。
Next, as shown in FIG. 48B, a new mask 124 made of, for example, a resist film is formed.
The source region and the sub-source line region of the memory cell in the region 123 are covered. In this state, the semiconductor substrate 1
Only the surfaces of the ten isolation regions 111 are exposed. Using this mask 124 as a mask, a P-type impurity such as boron, which is of a conductivity type opposite to that of the impurity (N-type) implanted over the entire region 123, is ion-implanted. This separation area 111
48A, the N-type impurity implanted in FIG. 48A is offset into the isolation region 111, and the isolation region 111 is equivalently a high-impurity region having a low impurity concentration. Becomes As a result, the separation region 111
Function as an isolation region between the source / sub-source line region 119.

【0239】製造方法4:図49(A)から図50
(B)までは、この発明の実施の形態8の副ソース線分
離の第4の製造方法の工程を示す図である。なお、図4
9(A)に示すように、半導体基板110表面に、所定
形状にゲート電極構造120を形成する。次いで、ソー
ス/副ソース線領域123を除いて、メモリセルドレイ
ン領域126およびゲート構造120の一部を覆うよう
に、熱酸化に対する耐性のあるたとえば窒化膜等の耐酸
化膜125を形成する。この耐酸化膜125は、周辺回
路部分のトランジスタ形成領域も同様に覆うように形成
される。
Manufacturing method 4: FIGS. 49 (A) to 50
(B) is a diagram showing a step of a fourth manufacturing method of sub-source line isolation according to the eighth embodiment of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 9A, a gate electrode structure 120 is formed in a predetermined shape on the surface of the semiconductor substrate 110. Next, an oxidation-resistant film 125 such as a nitride film, which is resistant to thermal oxidation, is formed so as to cover the memory cell drain region 126 and a part of the gate structure 120 except for the source / sub-source line region 123. The oxidation-resistant film 125 is formed so as to cover the transistor formation region in the peripheral circuit portion.

【0240】この耐酸化膜125およびゲート構造12
0をマスクとして、領域123に対し、ソース分離のた
めのたとえばボロンなどのP型ドーパントの注入を行な
う。
The oxidation resistant film 125 and the gate structure 12
Using 0 as a mask, a P-type dopant such as boron is implanted into region 123 for source isolation.

【0241】次いで、図49(B)に示すように、耐酸
化膜125をマスクとして、熱酸化処理を施して、領域
123に熱酸化膜128を形成する。この熱酸化膜12
8は、後のソース領域および副ソース線形成工程で行な
われるイオン注入に対するマスクとして機能するため、
この膜厚100nmよりも薄くてもよい。
Next, as shown in FIG. 49B, a thermal oxidation process is performed using the oxidation-resistant film 125 as a mask to form a thermal oxide film 128 in the region 123. This thermal oxide film 12
8 functions as a mask for ion implantation performed in a subsequent source region and sub-source line forming step.
The thickness may be smaller than 100 nm.

【0242】次いで、図50(A)に示すように、ソー
ス/副ソース線領域119を除いてたとえばレジスト膜
からなるマスク129を形成する。副ソース線間の分離
領域となる部分にも、マスク129が形成される。この
とき、図示しない周辺回路部においては、熱酸化を防止
するために設けられた窒化膜を除去するため、レジスト
膜は形成されない。このレジスト膜からなるマスク12
9をマスクとして、熱酸化膜128に対するエッチング
を行なう。周辺回路部においては、窒化膜125のエッ
チング除去が行なわれるため、熱酸化膜128および窒
化膜125に対するエッチャントの選択比を調整する必
要がある(エッチャントのエッチングレートの調整)。
Next, as shown in FIG. 50A, a mask 129 made of, for example, a resist film is formed except for the source / sub-source line region 119. A mask 129 is also formed in a portion to be an isolation region between sub-source lines. At this time, in the peripheral circuit portion (not shown), the resist film is not formed because the nitride film provided for preventing thermal oxidation is removed. Mask 12 made of this resist film
Using thermal mask 9 as a mask, thermal oxide film 128 is etched. In the peripheral circuit portion, since the nitride film 125 is etched away, it is necessary to adjust the selectivity of the etchant with respect to the thermal oxide film 128 and the nitride film 125 (adjustment of the etchant etching rate).

【0243】なお、図50(A)においては、窒化膜1
25を覆うようにマスク129が形成されている。しか
しながら、この窒化膜125は、単に、ソースへのイオ
ン注入時のマスクとして用いるために残されているだけ
であり、窒化膜125は、露出され、エッチング除去さ
れてもよい。後工程におけるソースへのイオン注入時、
新たにレジスト膜を形成すればよい。
In FIG. 50A, nitride film 1
A mask 129 is formed so as to cover 25. However, this nitride film 125 is merely left as a mask for ion implantation into the source, and the nitride film 125 may be exposed and removed by etching. At the time of ion implantation into the source in a later process,
What is necessary is just to newly form a resist film.

【0244】このエッチングの後、マスク129を除去
すると、図50(B)に示すように、ソース/副ソース
線分離領域111において熱酸化膜128aが残され、
またゲート構造120下部において熱酸化膜128aが
一部取り残される。この状態において、ゲート構造12
0も、その上層の層間絶縁膜が一部エッチング除去され
ている。しかしながら、後工程で層間絶縁膜が形成され
るため、この段階でワード線となる導電層が露出してい
ても問題はない。
After this etching, when mask 129 is removed, thermal oxide film 128a is left in source / sub-source line isolation region 111, as shown in FIG.
Further, a part of the thermal oxide film 128a is left under the gate structure 120. In this state, the gate structure 12
In the case of No. 0, the upper interlayer insulating film is partially etched away. However, since the interlayer insulating film is formed in a later step, there is no problem even if the conductive layer serving as a word line is exposed at this stage.

【0245】次いで、図48(A)に示すようなマスク
を用いてソース領域のイオン注入を行ないソース/副ソ
ース線を形成する。このイオン注入時において、分離領
域111に形成された熱酸化膜128aがマスクとして
作用し、ソース/副ソース線領域111に対するイオン
注入を防止する。これにより、副ソース線間の分離を行
なうことができる(ノンドープの高抵抗領域が残される
ため)。
Next, ion implantation of the source region is performed using a mask as shown in FIG. 48A to form source / sub-source lines. At the time of this ion implantation, the thermal oxide film 128a formed in the isolation region 111 functions as a mask to prevent ion implantation into the source / sub-source line region 111. Thereby, separation between the sub-source lines can be performed (because a non-doped high-resistance region is left).

【0246】なおこの図50(B)に示す状態において
は、熱酸化膜128aの一部が、ゲート構造120の下
部に取り残されている。しかしながら、この場合におい
ても、領域119へのイオン注入の後の熱処理による不
純物拡散工程により、ゲート構造120下部に、確実に
ソース領域が形成される。
In the state shown in FIG. 50B, a part of thermal oxide film 128a is left under gate structure 120. However, also in this case, the source region is surely formed below the gate structure 120 by the impurity diffusion step by the heat treatment after the ion implantation into the region 119.

【0247】この図46から図50に示す製造方法1か
ら5のいずれの方法が用いられてもよく、ワード線それ
ぞれに対応して副ソース線を配置することができる。
Any of manufacturing methods 1 to 5 shown in FIGS. 46 to 50 may be used, and a sub source line can be arranged corresponding to each word line.

【0248】副ソース線構造:図51(A)は、副ソー
ス線構造を概略的に示す図である。図51(A)に示す
ようにゲート構造120を形成し、次いで分離領域11
1を完成した後(図51(A)においては、ドレイン電
界緩和用の側壁酸化膜がゲート構造120に対して形成
される)、次いでゲート構造120および基板110の
表面を覆うように層間絶縁膜129を形成する。
Sub-source line structure: FIG. 51A schematically shows a sub-source line structure. A gate structure 120 is formed as shown in FIG.
51 (FIG. 51A), a sidewall oxide film for alleviating the drain electric field is formed on the gate structure 120, and then an interlayer insulating film is formed so as to cover the surfaces of the gate structure 120 and the substrate 110. 129 are formed.

【0249】この層間絶縁膜129に対し、副ソース線
延在方向に沿って所定間隔でコンタクト孔を設け、これ
を介してソース/副ソース線領域119に対し導電性物
質131により電気的コンタクトをとる。この導電性物
質131は、その上層に形成されたたとえばアルミニウ
ムまたはドープトポリシリコンからなる低抵抗の導電層
130に接続される。
In the interlayer insulating film 129, contact holes are provided at predetermined intervals along the direction in which the sub-source lines extend, and electrical contact is made to the source / sub-source line region 119 with the conductive material 131 through the contact holes. Take. This conductive material 131 is connected to a low-resistance conductive layer 130 made of, for example, aluminum or doped polysilicon formed thereon.

【0250】図51(B)は、副ソース線の平面レイア
ウトを概略的に示す図である。図51(B)において、
拡散層(不純物領域)で形成される副ソース線119a
と、その上層に平行に形成される低抵抗導電層130
は、所定間隔で形成されたコンタクト孔132を介して
電気的に接続される。この拡散層(不純物領域)119
aを、所定間隔で低抵抗の導電層130に接続すること
により副ソース線のいわゆる「杭打ち構造」が実現さ
れ、副ソース線の抵抗は低減される。図52は、メモリ
セルアレイの1行の配置を概略的に示す図である。図5
2において、所定数(k個)のメモリセルMTごとにソ
ース線選択トランジスタSSTが配置される。これらの
ソース線選択トランジスタSSTに対応して、主ソース
線MSLが配置され、ワード線WLに対応して配置され
る副ソース線SSLに結合される。NOR型フラッシュ
メモリのように、チャネルホットエレクトロン(CH
E)を用いて書込を行なう場合、たとえば1メモリセル
あたり100μA程度の大きな電流が副ソース線SSL
に流れる。副ソース線SSLを低抵抗とし、かつ所定数
のメモリセルMTごとに、ソース線選択トランジスタS
STを設けることにより、この副ソース線SSLを流れ
る電流を、分散させて比較的小さなソース線選択トラン
ジスタSSTを介して供給することができ、ソース線選
択トランジスタのチャネル幅を極端に大きくする必要は
ない。また、副ソース線SSLが低抵抗であるため、大
きな電流が副ソース線SSLに流れても副ソース線の、
メモリセルのソース電圧が上昇するのを防止することが
でき、安定に、チャネルホットエレクトロンを用いた書
込動作を行なうことができる。
FIG. 51B schematically shows a planar layout of the sub-source line. In FIG. 51 (B),
Sub-source line 119a formed of a diffusion layer (impurity region)
And a low-resistance conductive layer 130 formed in parallel with the upper layer
Are electrically connected via contact holes 132 formed at predetermined intervals. This diffusion layer (impurity region) 119
By connecting a to the low-resistance conductive layer 130 at predetermined intervals, a so-called “pile-out structure” of the sub-source line is realized, and the resistance of the sub-source line is reduced. FIG. 52 schematically shows an arrangement of one row of the memory cell array. FIG.
2, a source line select transistor SST is arranged for each of a predetermined number (k) of memory cells MT. Main source line MSL is arranged corresponding to these source line select transistors SST, and is coupled to sub source line SSL arranged corresponding to word line WL. As in a NOR flash memory, channel hot electrons (CH
When writing is performed using E), a large current of, for example, about 100 μA per memory cell is applied to the sub source line SSL.
Flows to The sub-source line SSL has a low resistance, and the source line selection transistor S
By providing the ST, the current flowing through the sub-source line SSL can be dispersed and supplied via the relatively small source line selection transistor SST. Absent. Further, since the sub-source line SSL has a low resistance, even if a large current flows through the sub-source line SSL,
An increase in the source voltage of the memory cell can be prevented, and a write operation using channel hot electrons can be stably performed.

【0251】また、メモリセルアレイの面積が制限され
る場合には、ソース線選択トランジスタSSTが対応し
て設けられるメモリセルMTの数(k個)を大きくする
とともに、このソース線選択トランジスタSSTのチャ
ネル幅を少し大きくする。この場合においても、副ソー
ス線SSLの抵抗値は小さいために、副ソース線SSL
にたとえばファウラー・ノルドハイム電流のような電流
が流れても、その抵抗値と電流による電圧の分布(上
昇)は生じず、正確に、書込/消去を行なうことができ
る。
When the area of the memory cell array is limited, the number (k) of memory cells MT provided corresponding to source line select transistor SST is increased, and the channel of source line select transistor SST is increased. Increase the width a little. Also in this case, since the resistance value of the sub source line SSL is small,
For example, even if a current such as a Fowler-Nordheim current flows, voltage distribution (increase) due to the resistance value and the current does not occur, and writing / erasing can be performed accurately.

【0252】いま、図53に示すように、副ソース線の
ソース線選択トランジスタ間の抵抗をRとする。ソース
線選択トランジスタSST0〜SST6が並列に接続さ
れ、これらのソース線選択トランジスタSST0〜SS
T6は、図示しない主ソース線MSLに接続される。い
ま、ソース線選択トランジスタSST3を取除くことを
考える。このソース線選択トランジスタSST3を取除
いた場合、少なくとも、その両側のソース線選択トラン
ジスタSST1、SST2、SST4およびSST5
は、ソース線選択トランジスタSST3の供給電流を代
わりに供給する必要がある。抵抗素子Rは、その両側の
ソース線選択トランジスタにより接地電圧レベルに駆動
されるため、抵抗素子Rそれぞれにおいて、等価的に両
側に電流が流れる。したがって、このソース線選択トラ
ンジスタSST3を取除いた場合の電流駆動力の変動
は、両側のソース線選択トランジスタSST1、SST
2、SST4およびSST5に影響を与え、また同様、
さらにソース線選択トランジスタSST0およびSST
6にも影響を及ぼす。この場合、ソース線選択トランジ
スタSST0およびSST6は、片側から、このソース
線選択トランジスタSST3に対して電流を供給する構
成と等価となる。したがって、ソース線選択トランジス
タSST3を取除いた場合、ソース線選択トランジスタ
SST0およびSST6の影響を、1/2として、他の
ソース線選択トランジスタSST1、SST2、SST
4およびSST5の電流変動量が影響を受けるため、5
つのソース線選択トランジスタに影響を及ぼすことにな
る。すなわち、抵抗素子Rが5個直列に接続された領域
の電流に影響を及ぼす(ソース線選択トランジスタSS
T0およびSST6よりもさらに外側のソース線選択ト
ランジスタの及ぼす影響は、近似的にほぼ無視できると
している)。したがって、拡散層を副ソース線として用
いずに、この低抵抗金属導電層で杭打ちした副ソース線
を用いる場合、効果を得るためには、導電層のシート抵
抗は、拡散層のシート抵抗の少なくとも1/5以下程度
とする必要がある。通常、拡散層が、N型不純物領域で
構成される場合、シート抵抗が100Ω/□程度であ
り、したがって、低抵抗導電層130で杭打ちされた副
ソース線の抵抗は、20Ω/□以下の場合に効果を得る
ことができる。
Now, as shown in FIG. 53, the resistance between the source line selection transistors of the sub source line is R. Source line select transistors SST0 to SST6 are connected in parallel, and these source line select transistors SST0 to SST6 are connected in parallel.
T6 is connected to a main source line MSL (not shown). Now, consider removing source line select transistor SST3. When this source line select transistor SST3 is removed, at least the source line select transistors SST1, SST2, SST4 and SST5 on both sides thereof are removed.
Needs to supply the supply current of the source line selection transistor SST3 instead. Since the resistance element R is driven to the ground voltage level by the source line selection transistors on both sides thereof, current flows on both sides equivalently in each of the resistance elements R. Therefore, when the source line selection transistor SST3 is removed, the fluctuation of the current driving force is caused by the source line selection transistors SST1 and SST on both sides.
2, affecting SST4 and SST5, and
Further, source line select transistors SST0 and SST
6 is also affected. In this case, the source line select transistors SST0 and SST6 are equivalent to a configuration for supplying a current from one side to the source line select transistor SST3. Therefore, when the source line select transistor SST3 is removed, the influence of the source line select transistors SST0 and SST6 is reduced to 、, and the other source line select transistors SST1, SST2, SST
4 and SST5 are affected,
One source line select transistor. In other words, it affects the current in the region where five resistive elements R are connected in series (source line select transistor SS
The effect of the source line selection transistor further outside T0 and SST6 is approximately negligible). Therefore, when using a sub-source line piled with this low-resistance metal conductive layer without using the diffusion layer as a sub-source line, in order to obtain an effect, the sheet resistance of the conductive layer must be equal to the sheet resistance of the diffusion layer. At least about 1/5 or less is required. Normally, when the diffusion layer is formed of an N-type impurity region, the sheet resistance is about 100 Ω / □, and therefore, the resistance of the sub-source line piled with the low-resistance conductive layer 130 is 20 Ω / □ or less. The effect can be obtained in the case.

【0253】以上のように、この発明の実施の形態8に
従えば、ワード線それぞれに対応して副ソース線を設け
るように構成したため、確実に、オーバーローVth状
態のメモリセルの影響を受けることなく正確にメモリセ
ルデータの読出を行なうことができる。
As described above, according to the eighth embodiment of the present invention, sub-source lines are provided corresponding to respective word lines, so that the memory cells are surely affected by the over-low Vth state. It is possible to read the memory cell data accurately without the need.

【0254】[実施の形態9]図54は、この発明の実
施の形態9に従う不揮発性半導体記憶装置の要部の構成
を示す図である。図54においては、メモリセルの行そ
れぞれに対応してワード線WLが配置され、一方、メモ
リセルの列それぞれに対応して、2本のビット線BLi
0,BLi1(i=0〜3)が配置される。隣接ワード
線の組それぞれに対応して副ソース線SSLj(j=0
〜2)が配置される。これらのワード線WL0〜WL5
それぞれに対応してソース線選択トランジスタSST0
〜SST5が配置され、主ソース線MSLと副ソース線
SSL0〜SSL2との選択的な接続が行なわれる。
[Ninth Embodiment] FIG. 54 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a ninth embodiment of the present invention. In FIG. 54, a word line WL is arranged corresponding to each row of memory cells, while two bit lines BLi are arranged corresponding to each column of memory cells.
0, BLi1 (i = 0 to 3) are arranged. The sub-source lines SSLj (j = 0) correspond to each pair of adjacent word lines.
To 2) are arranged. These word lines WL0 to WL5
Source line select transistors SST0 corresponding to each
To SST5, and a selective connection between main source line MSL and sub-source lines SSL0 to SSL2 is performed.

【0255】この図50に示す配置において、副ソース
線を共有するメモリセルは、メモリセル列それぞれに対
応して配置されるビット線BLi0,BLi1の異なる
ビット線に接続される。すなわち、ワード線WL0に接
続されるメモリセルMTは、ビット線BLi0に接続さ
れ、ワード線WL1に接続されるメモリセルMTは、ビ
ット線BLi1に接続される。ワード線WL2に接続さ
れるメモリセルMTは、ビット線BLi1に接続され、
ワード線WL3に接続されるメモリセルMTはビット線
BLi0に接続される。ワード線WL4に接続されるメ
モリセルMTは、ビット線BLi0に接続され、ワード
線WL5に接続されるメモリセルMTは、ビット線BL
i1に接続される。すなわち、メモリセル列方向におい
て、4ビットのメモリセルを周期として、メモリセルと
ビット線との接続が周期的に切換えられる。言い換えれ
ば、メモリセルMTは、列方向において2ビットのメモ
リセルごとに同じビット線に接続される。
In the arrangement shown in FIG. 50, memory cells sharing a sub-source line are connected to different bit lines BLi0 and BLi1 arranged corresponding to the respective memory cell columns. That is, the memory cell MT connected to the word line WL0 is connected to the bit line BLi0, and the memory cell MT connected to the word line WL1 is connected to the bit line BLi1. The memory cell MT connected to the word line WL2 is connected to the bit line BLi1,
Memory cell MT connected to word line WL3 is connected to bit line BLi0. Memory cell MT connected to word line WL4 is connected to bit line BLi0, and memory cell MT connected to word line WL5 is connected to bit line BL
i1. That is, in the memory cell column direction, the connection between the memory cell and the bit line is periodically switched with a 4-bit memory cell as a cycle. In other words, the memory cells MT are connected to the same bit line for each 2-bit memory cell in the column direction.

【0256】この図50に示す配置においては、ワード
線選択時、副ソース線SSLが主ソース線MSLに接続
されるメモリセルは、1つのビット線において1つのメ
モリセルだけである。たとえば、ワード線WL0が選択
されたときには、ビット線BL00、BL10、BL2
0、およびBL30が、メモリセルMTを介して副ソー
ス線SSL0および主ソース線MSLに接続される。ワ
ード線WL1に接続されるメモリセルMTは、ビット線
BL01、BL11、BL21、およびBL31に接続
される。したがって、選択ビット線BL00、BL1
0、BL20、およびBL30においては、最大1ビッ
トの選択メモリセルを介して電流が流れるだけであり、
たとえ同じ列において、オーバーローVth状態のメモ
リセルが存在しても、その影響を受けることなく正確に
メモリセルデータの読出を行なうことができる。
In the arrangement shown in FIG. 50, when a word line is selected, only one memory cell is connected to sub-source line SSL to main source line MSL in one bit line. For example, when word line WL0 is selected, bit lines BL00, BL10, BL2
0 and BL30 are connected to sub-source line SSL0 and main source line MSL via memory cell MT. Memory cell MT connected to word line WL1 is connected to bit lines BL01, BL11, BL21, and BL31. Therefore, the selected bit lines BL00, BL1
In 0, BL20, and BL30, current only flows through the selected memory cell of up to 1 bit.
Even if there is a memory cell in the over-low Vth state in the same column, the memory cell data can be read accurately without being affected by the memory cell.

【0257】この図54に示す配置において、ビット線
選択を行なう構成は、ワード線選択のためのロウアドレ
ス信号の下位2ビットにより、ビット線群を選択するこ
とで実現できる。すなわち、ワード線を特定するための
ロウアドレス信号の最下位2ビットが、たとえば(0,
0)および(1,1)であり、ワード線WL0またはW
L3を指定するときには、ビット線BLi0を選択し、
一方、ワード線特定用のアドレス信号の最下位ビットが
(0,1)および(1,0)の場合には、ビット線BL
i1を選択する。この後、列アドレス信号に従って対応
の列のビット線を選択する。これにより、メモリセル列
それぞれをワード線のグループに応じてグループ化し、
各グループに対応してビット線を配置する構成において
も、正確なデータの読出を行なうことができる。
In the arrangement shown in FIG. 54, a configuration for selecting a bit line can be realized by selecting a group of bit lines using the lower two bits of a row address signal for selecting a word line. That is, the least significant two bits of the row address signal for specifying the word line are, for example, (0,
0) and (1, 1) and the word line WL0 or W1
When designating L3, select bit line BLi0,
On the other hand, when the least significant bits of the word line specifying address signal are (0, 1) and (1, 0), the bit line BL
Select i1. Thereafter, the bit line of the corresponding column is selected according to the column address signal. Thereby, each memory cell column is grouped according to the word line group,
Even in a configuration in which bit lines are arranged corresponding to each group, accurate data reading can be performed.

【0258】なお、この図54に示す構成において、ビ
ット線BLが、副ビット線の場合においても、単にセク
ション選択トランジスタに与えられるセクション選択信
号を、ワード線グループ特定信号と合成することによ
り、副ビット線をメモリセル列それぞれに対応して複数
列配置してもデータの読出を行なうことができる。
In the structure shown in FIG. 54, even when bit line BL is a sub-bit line, the sub-selection signal applied to the section select transistor is simply combined with the word line group specifying signal to form the sub-line. Data can be read even if a plurality of bit lines are arranged corresponding to the respective memory cell columns.

【0259】ビット線のレイアウト1:図55は、ビッ
ト線の第1のレイアウトを示す図である。図55に示す
ビット線分割(1列に対応して配置されるべきビット線
を2列に分割する構造)においては、行方向にワード線
となる導電層135a〜135hが配置され、列方向に
延在して、メモリセルの1列に対して2つの導電層の割
合でビット線となる導電層137a〜137hが配置さ
れる。列方向に延在してメモリセル形成のための活性領
域138が形成される。各列において、ビット線となる
導電層137a〜137hは、列方向において交互にコ
ンタクト孔136を介して活性領域138に電気的に接
続される。この配置においては、1つのコンタクト孔1
36が、列方向に延在して配置される2ビットのメモリ
セルにより共有される。副ソース線は、2本のワード線
おきに、ワード線延在方向に沿って配置される。コンタ
クト孔136を共有しない隣接メモリセルが副ソース線
を共有しており、互いに異なるビット線導電層に結合さ
れる。これらの導電層137a〜137hは、同じ配線
層である。
Bit Line Layout 1: FIG. 55 shows a first layout of bit lines. In the bit line division (structure in which a bit line to be arranged corresponding to one column is divided into two columns) shown in FIG. 55, conductive layers 135a to 135h serving as word lines are arranged in the row direction, and in the column direction. Extending, conductive layers 137a to 137h to be bit lines are arranged at a ratio of two conductive layers to one column of the memory cells. An active region 138 for forming a memory cell is formed extending in the column direction. In each column, conductive layers 137a to 137h serving as bit lines are electrically connected to active regions 138 via contact holes 136 alternately in the column direction. In this arrangement, one contact hole 1
36 are shared by 2-bit memory cells arranged extending in the column direction. The sub-source lines are arranged every two word lines along the word line extending direction. Adjacent memory cells that do not share contact hole 136 share a sub-source line and are coupled to different bit line conductive layers. These conductive layers 137a to 137h are the same wiring layer.

【0260】この図55に示す配置の場合、メモリセル
列それぞれに対応して2本のビット線となる導電層を配
置し、各列において2本のビット線となる導電層を交互
にコンタクト孔136に電気的に接続する。これによ
り、容易に1列のメモリセルに対し、副ソース線を共有
するメモリセルを異なるビット線に接続することができ
る。
In the case of the arrangement shown in FIG. 55, two conductive layers serving as bit lines are arranged corresponding to the respective memory cell columns, and the conductive layers serving as two bit lines are alternately provided in the contact holes in each column. 136 is electrically connected. This makes it possible to easily connect memory cells sharing a sub-source line to different bit lines for one column of memory cells.

【0261】ビット線のレイアウト2:図56は、この
発明の実施の形態8の分割ビット線構造の第2のレイア
ウトを概略的に示す図である。図56において、行方向
に、ワード線となる導電層135a〜135hが配置さ
れ、メモリセル列に対応して、第1のビット線となる導
電層141a〜141fが配置され、第1の導電層14
1a〜141fの上層に、第2のビット線となる導電層
142a〜142fがメモリセルに対応して配置され
る。
Bit Line Layout 2: FIG. 56 schematically shows a second layout of the divided bit line structure according to the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 56, conductive layers 135a to 135h to be word lines are arranged in the row direction, conductive layers 141a to 141f to be first bit lines are arranged corresponding to the memory cell columns, and the first conductive layer 14
Conductive layers 142a to 142f to be second bit lines are arranged above layers 1a to 141f corresponding to the memory cells.

【0262】導電層141a〜141fは、コンタクト
孔140を介して下部に設けられた活性領域と電気的に
接続され、導電層142a〜142fは、コンタクト孔
139を介してその下部に設けられた活性領域と電気的
に接続される。副ソース線が配設される領域(SSL領
域)の両側のメモリセルは、異なるビット線導電層に接
続される。ビット線を2層構造とすることにより、平面
レイアウトにおいて占有面積を増加させることなく、メ
モリセル列それぞれに対応して、2本のビット線を配置
することができる。上層の導電層142a〜142f
は、コンタクト孔139の領域において下部に設けられ
た活性領域とコンタクトがとられるため、この領域にお
いて、下層の導電層141a〜141fと接触しないこ
とが要求されるだけである。したがって、十分に余裕を
もってメモリセル列それぞれに対して2本のビット線を
配置することができる。この2層構造の場合、ビット線
を形成するために、第1層の導電層141a〜141f
を形成する工程と、上層の導電層142a〜142fを
形成する工程とが必要となる。しかしながら、たとえば
上層または下層の導電層と同じ配線層に形成される配線
が、他の周辺回路部などにおいて形成される場合、その
工程を利用することにより、製造工程数を増加させるこ
となく、2層構造のビット線を実現することができる。
The conductive layers 141a to 141f are electrically connected to the lower active region via the contact hole 140, and the conductive layers 142a to 142f are connected to the lower active region via the contact hole 139. It is electrically connected to the area. The memory cells on both sides of the region (SSL region) in which the sub source line is provided are connected to different bit line conductive layers. With the two-layer structure of the bit lines, two bit lines can be arranged for each memory cell column without increasing the occupied area in a planar layout. Upper conductive layers 142a to 142f
Is in contact with the lower active region in the region of the contact hole 139, so that it is only required that this region not be in contact with the lower conductive layers 141a to 141f. Therefore, two bit lines can be arranged for each memory cell column with sufficient margin. In the case of this two-layer structure, the first conductive layers 141a to 141f are formed in order to form bit lines.
And a step of forming the upper conductive layers 142a to 142f are required. However, for example, when a wiring formed in the same wiring layer as the upper or lower conductive layer is formed in another peripheral circuit portion or the like, the use of such a step allows the number of manufacturing steps to be increased without increasing the number of manufacturing steps. A bit line having a layer structure can be realized.

【0263】分割ビット線構造のレイアウト3:図57
は、分割ビット線構造の第3のレイアウトを概略的に示
す図である。図57に示すレイアウトにおいては、メモ
リセルアレイは、複数のサブアレイ145a〜145c
に、列方向に沿って分割される。サブアレイ145a〜
145cは、それぞれ、行方向に沿って延在して配置さ
れるワード線および副ソース線を有するが、図57にお
いては、図面を簡略化するため示していない。NOR型
フラッシュメモリのような不揮発性半導体記憶装置の場
合、1つのビット線に、数多くのメモリセルが接続され
る。このビット線を、図56に示すような2層構造とし
た場合、ビット線の電気的特性が異なることが考えられ
る。そこで、各メモリサブアレイ単位で、ビット線の配
線を切換える。すなわち、メモリサブアレイ145aに
おいて配置される導電層141および142を、サブア
レイ140bにおいては入れ替えて、導電層141を、
上層の導電層142に接続し、一方、上層のワード線1
42は、サブアレイ145bにおいては、下層の導電層
141に接続する。
Layout of Divided Bit Line Structure 3: FIG.
FIG. 14 is a drawing schematically showing a third layout of a divided bit line structure. In the layout shown in FIG. 57, the memory cell array has a plurality of sub-arrays 145a to 145c.
Is divided along the column direction. Subarray 145a-
Each of 145c has a word line and a sub-source line arranged extending in the row direction, but is not shown in FIG. 57 for simplification of the drawing. In the case of a nonvolatile semiconductor memory device such as a NOR type flash memory, many memory cells are connected to one bit line. When this bit line has a two-layer structure as shown in FIG. 56, the electrical characteristics of the bit line may be different. Therefore, the bit line wiring is switched for each memory sub-array. That is, the conductive layers 141 and 142 arranged in the memory sub-array 145a are replaced in the sub-array 140b so that the conductive layer 141 is
The upper word line 1 is connected to the upper conductive layer 142.
Reference numeral 42 connects to the lower conductive layer 141 in the sub-array 145b.

【0264】次いで、サブアレイ145cにおいて、下
層導電層141を上層の導電層142に接続し、一方、
上層の導電層142は、サブアレイ145cにおいて下
層の導電層141に接続する。したがって、各ビット線
(分割ビット線)においては、サブアレイ単位で交互に
下層導電層および上層導電層が配置され、各列において
ビット線の電気的特性(配線抵抗および配線容量等)を
ほぼ同じとすることができ、信号伝搬遅延などに起因す
る特性劣化を防止することができる。
Next, in the sub-array 145c, the lower conductive layer 141 is connected to the upper conductive layer 142.
Upper conductive layer 142 is connected to lower conductive layer 141 in subarray 145c. Therefore, in each bit line (divided bit line), lower conductive layers and upper conductive layers are alternately arranged in sub-array units, and the electrical characteristics (such as wiring resistance and wiring capacitance) of the bit lines in each column are substantially the same. Thus, it is possible to prevent characteristic degradation due to signal propagation delay and the like.

【0265】なお、図57に示す構成においては、3つ
のメモリアレイ145a〜145cに分割されている。
しかしながら、この分割数は、4またはそれ以上であっ
てもよい。偶数個のサブアレイにメモリアレイを分割す
れば、各分割ビット線において、上層導電層と下層導電
層の数を同じとすることができ、より電気的特性を各分
割ビット線において同じとすることができる。
In the structure shown in FIG. 57, the memory array is divided into three memory arrays 145a to 145c.
However, the number of divisions may be four or more. If the memory array is divided into an even number of sub-arrays, the number of upper conductive layers and the number of lower conductive layers can be the same in each divided bit line, and the electrical characteristics can be made the same in each divided bit line. it can.

【0266】なお、このサブアレイ145a〜145c
は、ビット線を共有するサブアレイであればよい。
Note that these sub-arrays 145a to 145c
May be any sub-array sharing a bit line.

【0267】分割ビット線のレイアウト4:図58は、
分割ビット線構造の第4のレイアウトを概略的に示す図
である。図58において、行方向に延在してワード線と
なる導電層135a〜135fが配置される。列方向に
沿って、メモリセル形成のための活性領域150が配置
される。しかしながら、列方向において2ビットセルご
とに、活性領域150は、ワード線方向に1列ずらせて
配置される。これらの活性領域の間には、分離領域15
3が配置される。この分離領域153には、絶縁膜が形
成されるが、この分離絶縁膜は、たとえば熱酸化膜(薄
い膜厚の絶縁膜)であってもよい。
Layout of Divided Bit Line 4: FIG.
FIG. 14 is a drawing schematically showing a fourth layout of the divided bit line structure. In FIG. 58, conductive layers 135a to 135f which become word lines and extend in the row direction are arranged. Active regions 150 for forming memory cells are arranged along the column direction. However, active region 150 is arranged to be shifted by one column in the word line direction for every two bit cells in the column direction. An isolation region 15 is provided between these active regions.
3 are arranged. An insulating film is formed in the isolation region 153, and the isolation insulating film may be, for example, a thermal oxide film (an insulating film having a small thickness).

【0268】この図58に示すように、列方向に沿って
2ビットのメモリセルごとに活性領域150を行方向に
1列ずらせて配置することにより、容易に同層配線層を
用いてビット線を配置することができる(ドレインコン
タクトが2本のワード線ごとに1列ずらせて配置される
ため)。このメモリセルを形成するための活性領域15
0の交互配置により、配線の最小ピッチに合わせてメモ
リセル列を配列することができる。また、十分大きな配
線幅を有するビット線を実現することができる。
As shown in FIG. 58, by arranging active regions 150 by one column in the row direction for each 2-bit memory cell in the column direction, bit lines can be easily formed using the same wiring layer. (Since the drain contacts are arranged so as to be shifted by one column for every two word lines). Active region 15 for forming this memory cell
By alternately arranging 0s, memory cell columns can be arranged according to the minimum pitch of the wiring. Further, a bit line having a sufficiently large wiring width can be realized.

【0269】この図58に示す交互配置の場合、ワード
線/フローティングゲートと分離領域53の端部の間の
距離Uおよびワード線/フローティングゲートと活性領
域端部との間の距離Zを確保する必要がある。距離Zが
0になった場合、メモリセルトランジスタのソース領域
が存在しなくなり、チャネル電流を流すことができなく
なる。一方、分離絶縁膜端部とワード線との距離Uが0
になった場合、列方向において隣接するメモリセルのソ
ース領域とワード線/フローティングゲートとの間のカ
ップリングが生じ、十分な電界をフローティングゲート
とドレイン領域との間に形成することができなくなる。
これは、ワード線とフローティングゲートとの間の容量
とドレインとフローティングゲートとの間の容量との比
により決定される結合比が劣化し、所望の書込/消去特
性を実現することができなくなるためである。また、距
離Uが負になれば、チャネル長さが短くなり、短チャネ
ル効果が生じトランジスタ特性が所望値からずれる。
In the case of the alternate arrangement shown in FIG. 58, distance U between word line / floating gate and the end of isolation region 53 and distance Z between word line / floating gate and the end of the active region are ensured. There is a need. When the distance Z becomes 0, the source region of the memory cell transistor does not exist, and the channel current cannot flow. On the other hand, the distance U between the end of the isolation insulating film and the word line is 0.
In this case, coupling occurs between the source region and the word line / floating gate of the memory cell adjacent in the column direction, and a sufficient electric field cannot be formed between the floating gate and the drain region.
This is because the coupling ratio determined by the ratio between the capacitance between the word line and the floating gate and the capacitance between the drain and the floating gate is degraded, and the desired write / erase characteristics cannot be realized. That's why. Further, when the distance U becomes negative, the channel length becomes short, a short channel effect occurs, and the transistor characteristics deviate from desired values.

【0270】この図58に示す構成においては、行方向
において隣接する活性領域は、連続的につながってい
る。副ソース線形成領域(SSL領域)において活性領
域150がつながっていても、これらの上述の距離Uお
よびZが十分確保されていれば問題はない。
In the structure shown in FIG. 58, adjacent active regions in the row direction are continuously connected. Even if the active regions 150 are connected in the sub source line forming region (SSL region), there is no problem as long as the above-described distances U and Z are sufficiently ensured.

【0271】図59は、図58に示す配置に対する副ソ
ース線の配置を示す図である。図59において、副ソー
ス線となる拡散領域155が、ワード線となる導電層1
35bおよび135c、135dおよび135e、13
5fをそれぞれマスクとして自己整合的に形成されるセ
ルフアラインソース(SAS)法を用いて形成される。
この図59に示す配置において、ワード線となる導電層
135a、135b、135c、135d、135eお
よび135f下部には、分離絶縁膜が形成されている。
したがって、自己整合的にこの副ソース線となる拡散領
域155を形成しても、図58において示した距離Uは
十分に確保されている。
FIG. 59 shows an arrangement of the sub-source lines with respect to the arrangement shown in FIG. In FIG. 59, diffusion region 155 serving as a sub-source line is formed of conductive layer 1 serving as a word line.
35b and 135c, 135d and 135e, 13
It is formed by using a self-aligned source (SAS) method, which is formed in a self-aligned manner, using 5f as a mask.
In the arrangement shown in FIG. 59, an isolation insulating film is formed below conductive layers 135a, 135b, 135c, 135d, 135e, and 135f serving as word lines.
Therefore, even if diffusion region 155 serving as the sub-source line is formed in a self-aligned manner, distance U shown in FIG. 58 is sufficiently ensured.

【0272】したがって、この図58に示すような、2
ビットのメモリセルごとに1列行方向にずらせて配置す
る場合においても、容易にソース領域および副ソース線
となる拡散領域を形成することができる。
Therefore, as shown in FIG.
Even in the case where the memory cells are shifted by one column and row for each bit memory cell, a diffusion region serving as a source region and a sub-source line can be easily formed.

【0273】図60は、図58に示す配置におけるビッ
ト線配置の第1の例を示す図である。図60において
は、活性領域の各列に対応してビット線となる導電層1
59a〜159hが配置される。これらの導電層159
a〜159hは同一配線層に形成されており、それぞれ
活性領域(図60においては図示せず)と重なり合う領
域においてコンタクト孔157を介してこれらの活性領
域と電気的に接続される。この配置により、メモリセル
となる活性領域を、導電層159a〜159hの最小配
線ピッチに合わせて配置することができ、セルアレイ面
積の増加を抑制することができる。
FIG. 60 is a diagram showing a first example of the bit line arrangement in the arrangement shown in FIG. In FIG. 60, conductive layer 1 serving as a bit line corresponds to each column of the active region.
59a to 159h are arranged. These conductive layers 159
a to 159h are formed in the same wiring layer, and are electrically connected to these active regions via contact holes 157 in regions overlapping with the active regions (not shown in FIG. 60). With this arrangement, the active region serving as a memory cell can be arranged in accordance with the minimum wiring pitch of conductive layers 159a to 159h, and an increase in cell array area can be suppressed.

【0274】各ワード線となる導電層135a〜135
fを形成し、これらのワード線をマスクとして自己整合
的にソースおよび副ソース線となる拡散領域155を形
成した後に、ビット線となる導電層159a−159h
およびコンタクト孔137を形成して、副ソース線を共
有するメモリセルを異なるビット線に接続する。
Conductive layers 135a to 135 serving as word lines
After forming diffusion regions 155 to be source and sub-source lines in a self-aligned manner using these word lines as masks, conductive layers 159a to 159h to be bit lines are formed.
And a contact hole 137 are formed to connect memory cells sharing the sub-source line to different bit lines.

【0275】図61は、図58の配置におけるビット線
配置の第2の例を示す図である。図61に示す配置にお
いては、ワード線となる導電層135a〜135fを形
成し、次いでソース/副ソース線となる拡散領域155
を形成した後、メモリセルの1行おきの列に対しまず第
1のビット線となる導電層162a〜162dを形成す
る。次いで、これらのビット線となる導電層162a〜
162dの上層に、第2のビット線となる導電層164
a〜164dを、活性領域の残りの列に対応して配置す
る。導電層162a〜162dは、コンタクト孔160
を介して対応の活性領域(図61においては図示せず)
と電気的に接続され、導電層164a〜164dは、活
性領域と重なる領域において、コンタクト孔161を介
して対応の活性領域と電気的に接続される。
FIG. 61 shows a second example of the bit line arrangement in the arrangement of FIG. In the arrangement shown in FIG. 61, conductive layers 135a to 135f serving as word lines are formed, and then diffusion regions 155 serving as source / sub-source lines are formed.
Are formed, first, conductive layers 162a to 162d to be first bit lines are formed in every other row of the memory cell. Next, the conductive layers 162a to 162a to be these bit lines
A conductive layer 164 to be a second bit line is formed above 162d.
a to 164d are arranged corresponding to the remaining columns of the active region. The conductive layers 162a to 162d are
Via a corresponding active region (not shown in FIG. 61)
The conductive layers 164a to 164d are electrically connected to the corresponding active regions through the contact holes 161 in regions overlapping the active regions.

【0276】この図61に示すように、分割ビット線構
造として、互いに異なる配線層に形成される導電層16
2a〜162dおよび164a〜164dを用いること
により、配線ピッチの影響を最小限にして、メモリセル
を行方向に沿って小さなピッチで配置することができ、
セルアレイ面積の増加を抑制することができる。この図
61に示す配置においては、単に、コンタクト孔160
および161が形成される領域に必要とされる面積によ
り、配線ピッチが決定される。
As shown in FIG. 61, as a divided bit line structure, conductive layers 16 formed on mutually different wiring layers are formed.
By using 2a to 162d and 164a to 164d, the influence of the wiring pitch can be minimized, and the memory cells can be arranged at a small pitch along the row direction.
An increase in the cell array area can be suppressed. In the arrangement shown in FIG.
The wiring pitch is determined by the area required for the region where the wirings 161 and 161 are formed.

【0277】この図61に示す配置においても、図57
に示すように、ビット線延在方向において導電層を入れ
替えることにより、各分割ビット線の電気的特性を同じ
とすることができる。この場合、1つのビット線(分割
ビット線)において、異なる導電層を接続する部分にお
いて、コンタクト孔が、行方向に整列して配置される場
合、この導電層の相互接続のためのコンタクト孔の占有
面積により、配線ピッチが広くなる可能性がある。しか
しながら、この場合、各コンタクト孔の領域を、列方向
に対してずらせることにより、配線ピッチが増大するの
を抑制することができる。
In the arrangement shown in FIG. 61, FIG.
As shown in (1), by replacing the conductive layer in the bit line extending direction, the electrical characteristics of the divided bit lines can be made the same. In this case, when contact holes are arranged in a row direction in a portion connecting different conductive layers in one bit line (divided bit line), the contact holes for interconnecting the conductive layers are formed. Depending on the occupied area, the wiring pitch may be widened. However, in this case, by increasing the area of each contact hole in the column direction, it is possible to suppress an increase in the wiring pitch.

【0278】以上のように、この発明の実施の形態9に
従えば、副ソース線を共有するメモリセルを互いに異な
るビット線に接続するように構成したため、オーバーロ
ーVth状態のメモリセルが同一列に存在する場合にお
いても、このオーバーローVth状態のメモリセルの影
響を受けることなく正確にメモリセルデータの読出を行
なうことができる。
As described above, according to the ninth embodiment of the present invention, since the memory cells sharing the sub-source line are connected to different bit lines, the memory cells in the over-low Vth state are in the same column. , The memory cell data can be accurately read without being affected by the memory cell in the over-low Vth state.

【0279】[実施の形態10]図62は、この発明の
実施の形態10に従う不揮発性半導体記憶装置の全体の
構成を概略的に示す図である。図62において、メモリ
セルアレイは、行方向に沿って、4つのサブアレイ領域
♯0〜♯3に分割される。これらのサブアレイ領域♯0
〜♯3に共通にワード線WL1〜WLnが配設される。
一方、副ソース線は、サブアレイ領域単位で設けられ
る。すなわち、サブアレイ領域♯0においては、ワード
線WL1〜WLnに対応して副ソース線SSL01〜S
SL0mが配置され、サブアレイ領域♯1において、ワ
ード線WL1〜WLnに対応して副ソース線SSL11
〜SSL1mが配置される。同様、サブアレイ領域♯2
および♯3においても、ワード線WL1〜WLnに対応
して副ソース線SSL21〜SSL2mおよびSSL3
1〜SSL3mが配置される。副ソース線SSL(SS
L01〜SSL3m)は、対応のサブアレイ領域内にお
いてのみ行方向に沿って延在して配置され、異なるサブ
アレイ領域間の副ソース線は分離される。
[Tenth Embodiment] FIG. 62 schematically shows a whole structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to a tenth embodiment of the invention. In FIG. 62, the memory cell array is divided into four sub-array regions # 0 to # 3 along the row direction. These subarray regions # 0
Word lines WL1 to WLn are arranged commonly to # 3.
On the other hand, the sub-source lines are provided for each sub-array region. That is, in sub-array region # 0, sub-source lines SSL01 to SSL01 correspond to word lines WL1 to WLn.
SL0m is arranged, and in sub-array region # 1, sub-source line SSL11 corresponding to word lines WL1 to WLn is provided.
To SSL1m. Similarly, subarray area # 2
And # 3, the sub source lines SSL21 to SSL2m and SSL3 correspond to the word lines WL1 to WLn.
1 to SSL3m are arranged. Sub-source line SSL (SS
L01 to SSL3m) are arranged extending in the row direction only in the corresponding sub-array region, and the sub-source lines between different sub-array regions are separated.

【0280】これらの副ソース線SSL01〜SSL3
mそれぞれに対応してソース線選択トランジスタSST
が配置される。これらのソース線選択トランジスタSS
Tは、それぞれ各サブアレイ領域♯0〜♯3それぞれに
対応して設けられた主ソース線MSL0〜MSL3に結
合される。主ソース線MSL0〜MSL3それぞれに対
応して、データの読出を行なうためのセンスアンプSA
0〜SA3が配置される。これらのセンスアンプSA0
〜SA3は、それぞれ出力データビットQ0〜Q3に対
応する。副ソース線SSL01〜SSL3mは、それぞ
れ、ワード線WL1〜WLnそれぞれに対応して設けら
れてもよく、また隣接ワード線により共有される構成で
あってもよい。
These sub source lines SSL01 to SSL3
m corresponding to each of the source line selection transistors SST
Is arranged. These source line selection transistors SS
T is coupled to main source lines MSL0 to MSL3 provided corresponding to sub array regions # 0 to # 3, respectively. Sense amplifier SA for reading data corresponding to main source lines MSL0 to MSL3
0 to SA3 are arranged. These sense amplifiers SA0
To SA3 respectively correspond to output data bits Q0 to Q3. The sub source lines SSL01 to SSL3m may be provided corresponding to the word lines WL1 to WLn, respectively, or may be configured to be shared by adjacent word lines.

【0281】データ読出時においては、選択ビット線の
みを接地電圧レベルに接続し、残りの非選択ビット線を
オープン状態に設定する。選択ワード線に接続されるソ
ース線選択トランジスタSSTのみが対応の主ソース線
に接続される。主ソース線MSL(MSL0〜MSL
3)に電流が流れるか否かをセンスアンプSA(SA0
〜SA3)により判定し、電流が流れた場合には、選択
メモリセルは、低しきい値電圧状態のメモリセルである
と判定する。副ソース線SSLが、ワード線WL(WL
1〜WLn)にそれぞれ対応して設けられている場合に
は、非選択メモリセルの影響を受けることなく正確にデ
ータの読出を行なうことができる。副ソース線が隣接す
る2本のワード線により共有される場合においても、1
ビットのメモリセルのリーク電流の影響を受けるだけで
あり、同様、正確にデータの読出を行なうことができ
る。
At the time of data reading, only the selected bit line is connected to the ground voltage level, and the remaining unselected bit lines are set to the open state. Only the source line select transistor SST connected to the selected word line is connected to the corresponding main source line. Main source line MSL (MSL0 to MSL)
3) determines whether a current flows through the sense amplifier SA (SA0).
To SA3), when the current flows, it is determined that the selected memory cell is a memory cell in a low threshold voltage state. The sub source line SSL is connected to the word line WL (WL
1 to WLn), data can be read accurately without being affected by unselected memory cells. Even when the sub source line is shared by two adjacent word lines, 1
It is only affected by the leak current of the bit memory cell, and similarly, data can be read accurately.

【0282】各ビット線(図62には示さず)において
は、書込および読出時においては、単に電圧が印加され
るだけであるため、このビット線に対し書込および読出
時に電圧を印加する回路部分は大きな電流供給力は必要
とされず、これらの書込時および読出時ビット線に電圧
を印加する回路部分のトランジスタサイズを小さくする
ことができ、応じて回路占有面積を低減することができ
る。センスアンプSA0〜SA3それぞれにおいては、
データ読出時、電流が流れるか否かを検出する必要があ
り、比較的大きな電流駆動力が要求される。
Since a voltage is merely applied to each bit line (not shown in FIG. 62) at the time of writing and reading, a voltage is applied to this bit line at the time of writing and reading. The circuit portion does not need a large current supply capability, and the transistor size of the circuit portion for applying a voltage to the bit line at the time of writing and reading can be reduced, and accordingly the circuit occupation area can be reduced. it can. In each of the sense amplifiers SA0 to SA3,
When reading data, it is necessary to detect whether a current flows or not, and a relatively large current driving force is required.

【0283】図63は、図62に示す不揮発性半導体記
憶装置のサブアレイ領域の構成をより詳細に示す図であ
る。図63においては、2つのサブアレイ領域♯iおよ
び♯jの部分の構成を示す。
FIG. 63 shows a structure of the sub-array region of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 62 in more detail. FIG. 63 shows a configuration of a portion of two sub-array regions #i and #j.

【0284】図63において、サブアレイ領域♯iおよ
び♯jは、さらに、行方向に沿って所定数のメモリセル
ごとにメモリブロックに分割される。図63において、
サブアレイ領域♯iは、メモリブロックB♯i0、B♯
i1、…に分割され、サブアレイ領域♯jは、メモリブ
ロックB♯j0、B♯j1、…に分割される。各メモリ
ブロックB♯(B♯i0等)は、一例として、行方向に
沿って8ビットのメモリを有する。
In FIG. 63, sub-array regions #i and #j are further divided into memory blocks for each predetermined number of memory cells along the row direction. In FIG.
The sub-array area #i is a memory block B # i0, B #
, and the sub-array area #j is divided into memory blocks B # j0, B # j1,. Each memory block B # (B # i0 or the like) has, for example, an 8-bit memory along the row direction.

【0285】図63に示す配置においては、隣接するワ
ード線WLの組に対応して副ソース線SLが配置され
る。サブアレイ領域♯iに含まれる副ソース線SL♯i
は、行方向に沿ってこのサブアレイ領域♯i内の領域の
みに延在して配置される。同様、サブアレイ領域♯jに
おいても、副ソース線SL♯jは、このサブアレイ領域
♯j内においてのみ行方向に沿って延在して配置され
る。
In the arrangement shown in FIG. 63, sub-source lines SL are arranged corresponding to sets of adjacent word lines WL. Sub-source line SL # i included in sub-array region #i
Are arranged extending only in the region within sub-array region #i along the row direction. Similarly, in sub array region #j, sub source line SL # j extends along the row direction only in sub array region #j.

【0286】メモリブロックB♯i0、B♯i1、B♯
j0、およびB♯j1それぞれに対応して、主ソース線
MLi0、MLi1、MLj0、MLj1が配置され
る。これらの主ソース線MLi0、MLi1、MLj
0、MLj1と副ソース線SL♯i、およびSL♯jの
交差部に対応してソース線選択トランジスタSSTが配
置される。
Memory block B {i0, B {i1, B}
Main source lines MLi0, MLi1, MLj0, MLj1 are arranged corresponding to j0 and B♯j1, respectively. These main source lines MLi0, MLi1, MLj
0, MLj1 and sub-source lines SL # i, and source line select transistors SST are arranged corresponding to intersections of SL # j.

【0287】主ソース線MLi0、MLi1、MLj
0、MLj1それぞれに対応してデータ読出時、対応の
主ソース線に電流が流れるか否かを検出し、該検出結果
を示す信号を生成するセンスアンプSAi0、SAi
1、SAj0、およびSAj1、…が配置される。サブ
アレイ領域♯iに対応して設けられるセンスアンプSA
i0、SAi1、…は共通に読出回路RAiに結合さ
れ、サブアレイ領域♯jに対して設けられるセンスアン
プSAj0、SAj1は共通に読出回路RAjに結合さ
れる。読出回路RAiおよびRAjは、対応のセンスア
ンプSA(SAi0、…、SAj1を総称的に示す)
が、対応の主ソース線に電流が流れたことを示す信号を
出力したときに、低しきい値電圧状態のメモリセルが選
択されたと判定し、低しきい値電圧状態を示すデータ
(たとえば論理“1”)を出力する。
Main source lines MLi0, MLi1, MLj
0 and MLj1, at the time of data reading, sense amplifiers SAi0, SAi for detecting whether a current flows in the corresponding main source line and generating a signal indicating the detection result.
1, SAj0 and SAj1,... Sense amplifier SA provided corresponding to sub-array region #i
are commonly connected to readout circuit RAi, and sense amplifiers SAj0 and SAj1 provided for sub-array region #j are commonly connected to readout circuit RAj. Read circuits RAi and RAj collectively correspond to corresponding sense amplifiers SA (SAi0,..., SAj1).
Determines that a memory cell in a low threshold voltage state has been selected when a signal indicating that a current has flowed to a corresponding main source line is selected, and outputs data indicating a low threshold voltage state (eg, logic "1") is output.

【0288】メモリブロックB♯(B♯i0、…、B♯
j1を総称的に示す)に対応して設けられるビット線群
BLGは、図示しない列選択ゲートを介して書込回路お
よび読出時の接地電圧を供給する読出電圧発生回路に結
合される。
Memory block B # (B {i0,..., B})
The bit line group BLG provided corresponding to j1 is generically coupled to a write circuit and a read voltage generating circuit for supplying a ground voltage at the time of read via a column select gate (not shown).

【0289】この図63に示す配置においては、サブア
レイ領域♯iおよび♯jがさらに所定数ビットごとに行
方向に沿って複数のメモリブロックB♯に分割される。
選択メモリセルが低しきい値電圧状態のときには、副ソ
ース線SL♯(SL♯iおよびSL♯j)に主ソース線
ML(MLi1、…、MLj1を総称的に示す)から電
流が流れ、さらに選択メモリセルを介してビット線に電
流が流れる。これを、センスアンプSAにより検出す
る。通常、選択メモリセルに最も近い主ソース線に比較
的大きな電流が流れ、対応のセンスアンプにより電流の
流れの有無が検出される。
In the arrangement shown in FIG. 63, subarray regions {i and #j are further divided into a plurality of memory blocks B along the row direction for every predetermined number of bits.
When the selected memory cell is in the low threshold voltage state, a current flows through sub source lines SL # (SL # i and SL # j) from main source lines ML (MLi1,..., MLj1), and A current flows to the bit line via the selected memory cell. This is detected by the sense amplifier SA. Normally, a relatively large current flows through the main source line closest to the selected memory cell, and the presence or absence of the current flow is detected by a corresponding sense amplifier.

【0290】複数のメモリブロックに各サブアレイ領域
♯i、♯jを分割することにより、選択メモリセルと主
ソース線との間の距離が短くなり、応じて副ソース線S
L♯の抵抗も応じて小さくなり、配線抵抗の影響を受け
ることなく、正確に、読出電流を主ソース線上に生成す
ることができる。
By dividing each sub-array region #i, #j into a plurality of memory blocks, the distance between the selected memory cell and the main source line is shortened, and sub-source line S
The resistance of L # also decreases accordingly, and the read current can be accurately generated on the main source line without being affected by the wiring resistance.

【0291】図64は、この発明の実施の形態10の不
揮発性半導体記憶装置の全体の構成を示す図である。図
64において、メモリセルアレイ170は、複数のサブ
アレイ領域♯0〜♯sに分割される。これらのサブアレ
イ領域♯0〜♯sは、それぞれ、複数のメモリブロック
B♯0〜B♯kに分割される。メモリブロックB♯0〜
B♯kそれぞれに、主ソース線MSLが配置され、これ
らの主ソース線MSLに対応してセンスアンプSAが設
けられる。サブアレイ領域♯0〜♯sそれぞれに含まれ
るセンスアンプ群は、対応の読出回路RA0〜RAsに
結合される。読出回路RA0〜RAsは、ロジック回路
で構成されてもよく、また対応のセンスアンプ群の出力
がワイヤード接続されて伝達される構成であってもよ
い。
FIG. 64 shows a whole structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to the tenth embodiment of the present invention. In FIG. 64, memory cell array 170 is divided into a plurality of sub-array regions # 0 to #s. These subarray regions # 0 to #s are each divided into a plurality of memory blocks B # 0 to B # k. Memory block B♯0
Main source lines MSL are arranged for each of B # k, and sense amplifiers SA are provided corresponding to these main source lines MSL. A sense amplifier group included in each of sub-array regions # 0- # s is coupled to corresponding read circuits RA0-RAs. Each of read circuits RA0 to RAs may be configured by a logic circuit, or may be configured such that outputs of corresponding sense amplifier groups are wired and transmitted.

【0292】メモリセルアレイ170に対し、アドレス
指定された行に対応するワード線を選択するためのロウ
デコーダ172と、アドレス指定された列を各メモリサ
ブアレイ領域♯0〜♯sからそれぞれ選択するための列
選択信号を生成するコラムデコーダ174と、コラムデ
コーダ174からの列選択信号に従ってサブアレイ領域
♯0〜♯sそれぞれから1列を選択するYゲート回路1
76を含む。Yゲート回路176により選択された列
(ビット線または主ビット線)は、データ読出時に接地
電圧を生成する読出電圧発生回路178およびデータ書
込時に外部からの書込データを伝達する書込回路179
にバス177を介して結合される。この書込回路179
は単に外部からの書込データを選択列上に伝達し、選択
列それぞれに書込データをラッチする構成が設けられて
いてもよく、また書込回路179は、書込電圧を生成す
る構成であってもよく、不揮発性半導体記憶装置の構成
に応じて適当な形態に設定される。
For memory cell array 170, a row decoder 172 for selecting a word line corresponding to an addressed row and a row decoder 172 for selecting an addressed column from each of memory sub-array regions # 0- # s. Column decoder 174 for generating a column selection signal, and Y gate circuit 1 for selecting one column from each of sub-array regions # 0- # s according to the column selection signal from column decoder 174
76. A column (bit line or main bit line) selected by Y gate circuit 176 has a read voltage generating circuit 178 for generating a ground voltage at the time of data reading and a write circuit 179 for transmitting external write data at the time of data writing.
Via a bus 177. This writing circuit 179
May simply be provided with a configuration for transmitting write data from the outside onto the selected column and latching the write data in each of the selected columns. Write circuit 179 has a configuration for generating a write voltage. It may be set to an appropriate form according to the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device.

【0293】図65は、1つのメモリブロックの1行の
部分のデータ読出時の構成を概略的に示す図である。図
65において、ビット線BL0〜BLuは、図64に示
すコラムデコーダ174からの列選択信号Y0〜Yuを
それぞれゲートに受ける列選択ゲートYG0〜YGuを
介して信号線177aに結合される。ビット線BL0〜
BLuとワード線WLの交差部には、メモリセルMTが
配置され、これらのメモリセルMTに共通に副ソース線
SSLが配置される。この副ソース線SSLは、ソース
線選択トランジスタSSTを介して主ソース線MSLに
結合される。
FIG. 65 schematically shows a structure at the time of data reading of one row portion of one memory block. In FIG. 65, bit lines BL0 to BLu are coupled to signal line 177a via column selection gates YG0 to YGu which receive column selection signals Y0 to Yu from column decoder 174 shown in FIG. Bit lines BL0
At the intersection of BLu and word line WL, a memory cell MT is arranged, and a sub-source line SSL is arranged commonly to these memory cells MT. The sub source line SSL is coupled to the main source line MSL via the source line select transistor SST.

【0294】データ読出時においては、コラムデコーダ
174(図64参照)からの列選択信号により、Yゲー
トYG0〜YGuの1つがオン状態となる。図65にお
いては、YゲートYG0がオン状態となった状態を示
す。この状態においては、図64に示す読出電圧発生回
路178からの接地電圧が、選択列に対応して設けられ
たビット線BL0に伝達される。残りのビット線BL1
〜BLuは、YGゲートがオフ状態であり、フローティ
ング状態とされる。ワード線WLへは、たとえば約3.
3Vの電圧が伝達され、ソース線選択トランジスタSS
Tがオン状態となり、主ソース線MSLと副ソース線S
SLが結合される。選択メモリセルMTが低しきい値電
圧状態のときには、主ソース線MSLからソース線選択
トランジスタSST、副ソース線SSLおよびメモリセ
ルMTを介してビット線BL0に電流が流れる。この電
流の流れを、センスアンプSAにより検出する。選択メ
モリセルMTが、高しきい値電圧状態の場合には、メモ
リセルMTはオフ状態であり、この主ソース線MSLに
は電流が流れない。ビット線BL1〜BLuは、すべて
フローティング状態にあり、電流経路は遮断されている
ため、正確に、選択メモリセルのデータの読出を行なう
ことができる。
In data reading, one of Y gates YG0 to YGu is turned on by a column selection signal from column decoder 174 (see FIG. 64). FIG. 65 shows a state where Y gate YG0 is turned on. In this state, the ground voltage from read voltage generation circuit 178 shown in FIG. 64 is transmitted to bit line BL0 provided corresponding to the selected column. Remaining bit line BL1
In ~ BLu, the YG gate is in an off state, and is in a floating state. For example, about 3.
A voltage of 3 V is transmitted, and the source line selection transistor SS
T is turned on, the main source line MSL and the sub source line S
SL is combined. When the selected memory cell MT is in the low threshold voltage state, a current flows from the main source line MSL to the bit line BL0 via the source line select transistor SST, the sub-source line SSL and the memory cell MT. This current flow is detected by the sense amplifier SA. When selected memory cell MT is in the high threshold voltage state, memory cell MT is off, and no current flows through main source line MSL. Since bit lines BL1 to BLu are all in a floating state and the current path is cut off, data can be accurately read from the selected memory cell.

【0295】なお、図62および図63に示す構成にお
いては、出力データビットそれぞれに対応して副ソース
線が分割される。しかしながら、この1ビットに対応す
るサブアレイ領域内において、副ソース線が分割される
構成とされてもよい。すなわち、図63において、セン
スアンプSAi0、SAi1、SAj0、およびSAj
1の出力が共通の読出回路に結合され、この共通の読出
回路から1ビットのデータが読出される構成であっても
よい。
In the structure shown in FIGS. 62 and 63, the sub source line is divided corresponding to each output data bit. However, the sub-source line may be divided in the sub-array region corresponding to one bit. That is, in FIG. 63, sense amplifiers SAi0, SAi1, SAj0, and SAj
One output may be coupled to a common read circuit, and 1-bit data may be read from the common read circuit.

【0296】また、上述の構成においては、NOR型フ
ラッシュメモリのアレイ部の構成が一例として示されて
いる。しかしながら、DINOR型フラッシュメモリの
構成に同様に適用することができる。
In the above configuration, the configuration of the array portion of the NOR type flash memory is shown as an example. However, the present invention can be similarly applied to the configuration of the DINOR type flash memory.

【0297】[変更例]図66は、この発明の実施の形
態10の不揮発性半導体記憶装置の変更例の構成を概略
的に示す図である。この図66に示す不揮発性半導体記
憶装置は、図63に示す不揮発性半導体記憶装置と以下
の点において異なっている。すなわち、サブアレイ領域
♯iおよび♯jそれぞれに対して、1つのセンスアンプ
SAiおよびSAjが設けられる。これらのセンスアン
プSAiおよびSAj各々には、対応のサブアレイ領域
の主ソース線が共通に結合される。すなわちセンスアン
プSAiには、サブアレイ領域♯iの主ソース線MLi
0、MLi1、…が共通に結合される。センスアンプS
Ajに対しては、サブアレイ領域♯jの主ソース線ML
j0、MLj1、…が共通に結合される。サブアレイ領
域それぞれに対し、1つのセンスアンプSA(SAi,
SAj)を設けても、選択メモリセルが低しきい値電圧
状態のときには、主ソース線に電流が流れるため、十分
に検出することができる。この図66に示す構成の場
合、サブアレイ領域それぞれに対して、1つのセンスア
ンプを設けるだけでよく、メモリブロックそれぞれに対
応してセンスアンプを設ける必要がなく、回路占有面積
を低減することができる。
[Modification] FIG. 66 schematically shows a structure of a modification of the nonvolatile semiconductor memory device according to the tenth embodiment of the present invention. The nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 66 differs from the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 63 in the following points. That is, one sense amplifier SAi and SAj is provided for each of sub-array regions #i and #j. Each of these sense amplifiers SAi and SAj is commonly connected to a main source line of a corresponding sub-array region. That is, the main source line MLi of the sub-array region #i is
0, MLi1,... Are commonly connected. Sense amplifier S
Aj, the main source line ML of sub-array region #j
j0, MLj1,... are commonly connected. One sense amplifier SA (SAi, SAi,
Even when SAj) is provided, when the selected memory cell is in the low threshold voltage state, a current flows through the main source line, so that sufficient detection can be performed. In the case of the configuration shown in FIG. 66, it is only necessary to provide one sense amplifier for each sub-array region, and it is not necessary to provide a sense amplifier for each memory block, and the circuit occupation area can be reduced. .

【0298】以上のように、この発明の実施の形態10
に従えば、主ソース線に電流が流れるか否かに従ってデ
ータを読出すように構成しているため、ビット線には、
単に電圧を伝達することが必要とされるだけであり、読
出時にビット線に読出電圧を印加する回路部分の電流駆
動力を小さくすることができ、応じてトランジスタサイ
ズ、したがって回路規模を低減することができる。
As described above, the tenth embodiment of the present invention is described.
According to the configuration, data is read according to whether or not a current flows through the main source line.
It is only necessary to transmit a voltage, and it is possible to reduce a current driving force of a circuit portion that applies a read voltage to a bit line at the time of reading, and accordingly, to reduce a transistor size, and thus a circuit size. Can be.

【0299】[実施の形態11]図67(A)−(C)
は、従来の、副ソース線接続部の構成を概略的に示す図
である。図67(A)において、主ソース線MSLと副
ソース線SSLとは、その交差部CPにおいて直接接続
される。この図67(A)に示す配置においては、メモ
リセルアレイ内の副ソース線SSLに共通に主ソース線
MSLから電圧が伝達され、選択的な副ソース線への電
圧の伝達は行なわれていない。
[Embodiment 11] FIGS. 67 (A)-(C)
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional sub-source line connection portion. In FIG. 67A, main source line MSL and sub-source line SSL are directly connected at intersection CP. In the arrangement shown in FIG. 67A, a voltage is transmitted from main source line MSL to sub source line SSL in the memory cell array, and voltage is not selectively transmitted to the sub source line.

【0300】図67(B)は、図67(A)に示す交差
部CPの平面レイアウトを概略的に示す図である。図6
7(B)において、この交差部CPにおいては、活性領
域200がメモリセルと同様に形成される。これは、交
差部CPの近傍にも、メモリセルが配置されており、そ
のパターンレイアウトを繰返して、その規則性を損なわ
ないようにするためである。この活性領域200と交差
するように、ワード線となる導電層203aおよび20
3bが形成される。この活性領域200の延在方向と同
一方向に、ポリシリコンまたはアルミニウムなどの低抵
抗の金属で構成される低抵抗導電層202が配設され
る。この低抵抗導電層202が、ワード線となる導電層
203aおよび203bの間の領域においてコンタクト
孔206を介して接続される。この領域においては、コ
ンタクト孔206を形成するため、ワード線となる導電
層203aおよび203bは、その間隔が広げられる。
コンタクト孔206により接続される活性領域200a
は、導電層203aおよび203bの間に行方向に延在
する拡散層205に接続される。この拡散層205が、
副ソース線SSLとして機能する。
FIG. 67B schematically shows a planar layout of intersection CP shown in FIG. 67A. FIG.
In FIG. 7B, at the intersection CP, the active region 200 is formed in the same manner as the memory cell. This is because a memory cell is also arranged near the intersection CP, and its pattern layout is repeated so that its regularity is not lost. The conductive layers 203a and 203a serving as word lines cross the active region 200.
3b is formed. A low-resistance conductive layer 202 made of a low-resistance metal such as polysilicon or aluminum is provided in the same direction as the extending direction of active region 200. This low-resistance conductive layer 202 is connected via a contact hole 206 in a region between conductive layers 203a and 203b to be word lines. In this region, since the contact holes 206 are formed, the distance between the conductive layers 203a and 203b to be word lines is widened.
Active region 200a connected by contact hole 206
Is connected to the diffusion layer 205 extending in the row direction between the conductive layers 203a and 203b. This diffusion layer 205
It functions as the sub source line SSL.

【0301】図67(C)は、図67(B)のライン6
7A−67Aに沿った断面構造を概略的に示す図であ
る。図67(C)において、半導体基板領域210表面
に、不純物領域212a、200a、および212bが
間をおいて形成される。活性領域200は、これらの不
純物領域212a、200a、および212bにより形
成され、その周辺が分離絶縁膜で取囲まれる領域を示
す。
FIG. 67 (C) shows line 6 in FIG. 67 (B).
It is a figure which shows roughly the cross-section along 7A-67A. In FIG. 67C, impurity regions 212a, 200a, and 212b are formed on the surface of semiconductor substrate region 210 with a space therebetween. The active region 200 is a region formed by these impurity regions 212a, 200a, and 212b, and its periphery is surrounded by an isolation insulating film.

【0302】不純物領域212aおよび200aの間の
チャネル領域上に、フローティングゲートと同一層に、
図示しないゲート絶縁膜を介して導電層211bが形成
される。この導電層211b上に、さらに層間絶縁膜
(図示せず)を介してワード線となる導電層203aが
形成される。
On the channel region between impurity regions 212a and 200a, on the same layer as the floating gate,
A conductive layer 211b is formed via a gate insulating film (not shown). A conductive layer 203a to be a word line is further formed on conductive layer 211b with an interlayer insulating film (not shown) interposed.

【0303】不純物領域200aおよび212bの間の
チャネル領域上に、図示しないゲート絶縁膜を介して、
フローティングゲート電極と同一層に導電層211bが
形成される。この導電層211b上に、図示しない層間
絶縁膜を介してワード線となる導電層203bが形成さ
れる。不純物領域200aは、コンタクト孔206を介
して導電層202に接続される。
Over a channel region between impurity regions 200a and 212b, via a gate insulating film (not shown),
A conductive layer 211b is formed in the same layer as the floating gate electrode. On this conductive layer 211b, a conductive layer 203b to be a word line is formed via an interlayer insulating film (not shown). Impurity region 200a is connected to conductive layer 202 via contact hole 206.

【0304】この図67(C)に示すように、主ソース
線MSLと副ソース線SSLとの交差部CPにおいて、
メモリセルと同様の構成が形成される。これは、パター
ンの繰返しの規則性を単に維持するためである。この交
差部CPにおいて擬似的に形成されるメモリセルは、従
来、何ら積極的に利用されていない。本発明において
は、この交差部CPにおけるセル構造を積極的に利用す
る。
As shown in FIG. 67C, at the intersection CP between the main source line MSL and the sub source line SSL,
A structure similar to that of the memory cell is formed. This is simply to maintain the regularity of the pattern repetition. Conventionally, the memory cells formed at the intersections CP are not actively used at all. In the present invention, the cell structure at the intersection CP is positively used.

【0305】図68(A)は、この発明の実施の形態1
1に従うソース線選択トランジスタの平面レイアウトを
概略的に示す図である。図68(A)においては、活性
領域200と交差するように、直線状に、ワード線とな
る導電層213aおよび213bが形成される。これら
の導電層213aおよび213bの間に、副ソース線と
なる拡散層205が形成される。活性領域200の延在
方向と平行に、主ソース線となる低抵抗の導電層202
が配設され、この低抵抗導電層202は、導電層213
aおよび213bの外側部に形成されたコンタクト孔2
16aおよび216bを介して活性領域200に電気的
に接続される。
FIG. 68A shows Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a drawing schematically showing a planar layout of a source line selection transistor according to No. 1. In FIG. 68A, conductive layers 213a and 213b serving as word lines are formed linearly so as to intersect with active region 200. Diffusion layer 205 serving as a sub-source line is formed between conductive layers 213a and 213b. In parallel with the direction in which active region 200 extends, low-resistance conductive layer 202 serving as a main source line
Is provided, and the low-resistance conductive layer 202 is formed of a conductive layer 213.
a and contact hole 2 formed outside of 213b
Electrically connected to active region 200 via 16a and 216b.

【0306】この図68(A)に示すレイアウトは、図
67(B)に示すレイアウトにおいてコンタクト孔位置
が、ワード線となる導電層の間ではなく、その外側に設
けられた点が異なる。この導電層213aおよび213
bの間に、コンタクト孔を設ける必要がないため、ワー
ド線となる導電層213aおよび213bは直線的に延
在するように形成できる。
The layout shown in FIG. 68A is different from the layout shown in FIG. 67B in that the position of the contact hole is provided not between the conductive layers serving as word lines but outside the conductive layer. The conductive layers 213a and 213
Since there is no need to provide a contact hole between the conductive layers 213b and 213b, the conductive layers 213a and 213b serving as word lines can be formed to extend linearly.

【0307】図68(B)は、図68(A)のライン6
8A−68Aの断面構造を概略的に示す図である。図6
8(B)においては、図67(C)に対応する部分には
同一の参照番号を付し、その説明は省略する。図68
(B)において、低抵抗導電層202が、コンタクト孔
216aおよび216bを介して不純物領域212aお
よび212bに接続される。不純物領域200aは、低
抵抗導電層202には接続されず、単に、図68(A)
に示す拡散層205に接続されるだけである。
FIG. 68 (B) shows line 6 in FIG. 68 (A).
It is a figure which shows the sectional structure of 8A-68A schematically. FIG.
8B, parts corresponding to those in FIG. 67C are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Fig. 68
In (B), the low-resistance conductive layer 202 is connected to the impurity regions 212a and 212b via the contact holes 216a and 216b. The impurity region 200a is not connected to the low-resistance conductive layer 202, and is simply shown in FIG.
Is connected only to the diffusion layer 205 shown in FIG.

【0308】この図68(B)に示すように、主ソース
線と副ソース線とを直接接続する構成においてコンタク
ト孔の位置を変更するだけで、容易に、メモリセルと同
一構造を有するフローティングゲート型電界効果トラン
ジスタをソース線選択トランジスタとして用いることが
できる。この場合、単にコンタクト孔の位置が変更され
るだけであり、何ら余分の製造工程は必要とされない。
As shown in FIG. 68B, a floating gate having the same structure as that of a memory cell can be easily formed only by changing the position of a contact hole in a structure in which a main source line and a sub source line are directly connected. A field-effect transistor can be used as a source line selection transistor. In this case, the position of the contact hole is simply changed, and no extra manufacturing process is required.

【0309】ソース線選択トランジスタの構成2:ソー
ス線選択トランジスタとして、フローティングゲート型
電界効果トランジスタのような積層ゲート型電界効果ト
ランジスタに代えて、単一層のゲート電極層を有する単
層ゲート型電界効果トランジスタを利用する場合、メモ
リセルとソース線選択トランジスタの構造が異なり、応
じて、電気的特性も異なる。したがってメモリセルとソ
ース線選択トランジスタとの間に、分離領域を設ける必
要がある。これは、不純物イオン注入などの工程を、別
の工程で行なう必要があるためであり、またトランジス
タサイズも異なるためである。以下、単層ゲート型MO
Sトランジスタをソース線選択トランジスタとして用い
る場合の製造方法について説明する。
Configuration 2 of Source Line Select Transistor: A single layer gate type field effect transistor having a single gate electrode layer is used as a source line select transistor instead of a stacked gate type field effect transistor such as a floating gate type field effect transistor. When a transistor is used, the structures of the memory cell and the source line selection transistor are different, and accordingly, the electrical characteristics are different. Therefore, it is necessary to provide an isolation region between the memory cell and the source line selection transistor. This is because steps such as impurity ion implantation need to be performed in another step, and the transistor size is different. Hereinafter, a single-layer gate type MO
A manufacturing method when an S transistor is used as a source line selection transistor will be described.

【0310】図69(A)において、メモリセル領域に
おいて、メモリセルトランジスタを形成するための活性
領域230aが列方向に延在して形成され、またソース
線選択トランジスタを形成するための活性領域230b
が列方向に延在して形成される。メモリセル領域とソー
ス線選択トランジスタ形成領域(SST領域)との間に
は、比較的幅の広い熱酸化膜232bにより分離領域が
形成される。メモリセルトランジスタの間においても、
同様、素子分離のための熱酸化膜232aが形成され
る。活性領域を形成した後、メモリセル領域において
は、フローティングゲートとなる導電層230aが各活
性領域を覆うように形成される。この導電層230a
を、次いで、ビット線延在方向(列方向)に沿ってパタ
ーニングする。
In FIG. 69A, an active region 230a for forming a memory cell transistor is formed extending in the column direction in a memory cell region, and an active region 230b for forming a source line select transistor is formed.
Are formed extending in the column direction. An isolation region is formed between the memory cell region and the source line selection transistor formation region (SST region) by a relatively wide thermal oxide film 232b. Even between memory cell transistors,
Similarly, a thermal oxide film 232a for element isolation is formed. After the formation of the active regions, in the memory cell region, a conductive layer 230a serving as a floating gate is formed so as to cover each active region. This conductive layer 230a
Is then patterned along the bit line extending direction (column direction).

【0311】この図69(B)は、図69(A)に示す
ライン69A−69Aに沿った断面構造を概略的に示す
図である。図69(B)に示すように、半導体基板領域
235の表面に、間をおいて、熱酸化膜232aおよび
232bが形成される。これらの熱酸化膜に接するよう
に、半導体基板領域235上に、フローティングゲート
となる導電層233が形成される。ソース線選択トラン
ジスタ形成領域においては、フローティングゲートは何
ら必要ではないため、基板領域(活性領域)は露出した
状態に保持される(フローティングゲート製造にはマス
クされる)。
FIG. 69 (B) is a diagram schematically showing a cross-sectional structure along line 69A-69A shown in FIG. 69 (A). As shown in FIG. 69B, thermal oxide films 232a and 232b are formed on the surface of semiconductor substrate region 235 at intervals. A conductive layer 233 serving as a floating gate is formed on semiconductor substrate region 235 so as to be in contact with these thermal oxide films. Since no floating gate is required in the source line selection transistor formation region, the substrate region (active region) is kept exposed (masked for manufacturing a floating gate).

【0312】次いで、図70(A)に示すように、酸化
膜/窒化膜/酸化膜の多層構造を有するONO膜などの
層間絶縁膜を全面に形成した後、メモリセル領域を覆う
ようにレジスト膜236を形成する。図70(A)にお
いては、ONO膜などで構成される層間絶縁膜は示して
いない。レジスト膜236は、分離領域に形成される熱
酸化膜232bの上に形成されたフローティングゲート
電極となる導電層230aを完全に覆うように形成され
る。
Next, as shown in FIG. 70A, after an interlayer insulating film such as an ONO film having a multilayer structure of an oxide film / nitride film / oxide film is formed on the entire surface, a resist is formed so as to cover the memory cell region. A film 236 is formed. FIG. 70A does not show an interlayer insulating film formed of an ONO film or the like. The resist film 236 is formed so as to completely cover the conductive layer 230a serving as a floating gate electrode formed on the thermal oxide film 232b formed in the isolation region.

【0313】図70(B)は、この図70(A)に示す
平面レイアウトのライン70A−70Aに沿った断面構
造を概略的に示す図である。図70(B)に示すよう
に、メモリセル領域および分離領域の一部を覆うように
レジスト膜236が形成される。このレジスト膜236
の下部および分離領域およびソース線選択トランジスタ
形成領域において、ONO膜でたとえば構成される層間
絶縁膜が形成される。
FIG. 70B schematically shows a cross sectional structure taken along line 70A-70A of the planar layout shown in FIG. 70A. As shown in FIG. 70B, a resist film 236 is formed to cover the memory cell region and part of the isolation region. This resist film 236
In the lower portion, the isolation region, and the source line selection transistor formation region, an interlayer insulating film composed of, for example, an ONO film is formed.

【0314】このレジスト膜236をマスクとして、エ
ッチング処理を行ない、フローティングゲート電極とな
る導電層と、その上層に形成されるワード線との間の層
間絶縁膜を除去する。
Using resist film 236 as a mask, an etching process is performed to remove an interlayer insulating film between a conductive layer serving as a floating gate electrode and a word line formed thereover.

【0315】このONO膜で構成される層間絶縁膜(以
下、ONO膜と称す)は、フローティングゲート電極が
形成される部分で必要であるが、他の周辺回路部分およ
びDINOR型フラッシュメモリにおけるセクション選
択トランジスタ部においては不必要である。したがっ
て、このSST領域におけるエッチング除去工程と同
様、これらの周辺回路部およびセクション選択トランジ
スタ領域に対してもエッチングが行なわれる。ONO膜
は、酸化膜および窒化膜の多層構造を有しているため、
このONO膜の除去工程においては、たとえばフッ酸
(HF)を用いた酸化膜エッチング工程および窒化膜エ
ッチング工程が含まれる。したがって、図71に示すよ
うに、このONO膜237のエッチング除去時、分離領
域に形成された熱酸化膜232bもその表面が一部エッ
チング除去される。また、この工程においては、除去さ
れるONO膜237の最下層(酸化膜)は、周辺回路部
およびソース線選択トランジスタのチャネル領域となる
領域にも接している。したがって、このONO膜237
の最下層の酸化膜の除去は、半導体基板235表面にダ
メージを与えない必要があり、このため、フッ酸などの
エッチング液を用いる酸化膜ウェットエッチング法が用
いられる。
The interlayer insulating film (hereinafter referred to as ONO film) composed of the ONO film is necessary at the portion where the floating gate electrode is formed, but is used for other peripheral circuit portions and section selection in the DINOR type flash memory. It is unnecessary in the transistor section. Therefore, similarly to the etching removal step in the SST region, etching is performed on these peripheral circuit portions and section selection transistor regions. Since the ONO film has a multilayer structure of an oxide film and a nitride film,
The ONO film removal step includes, for example, an oxide film etching step and a nitride film etching step using hydrofluoric acid (HF). Therefore, as shown in FIG. 71, when the ONO film 237 is removed by etching, the surface of the thermal oxide film 232b formed in the isolation region is also partially removed by etching. In this step, the lowermost layer (oxide film) of the ONO film 237 to be removed is also in contact with the peripheral circuit portion and the region to be the channel region of the source line select transistor. Therefore, the ONO film 237
The removal of the lowermost oxide film must not damage the surface of the semiconductor substrate 235, and therefore, an oxide film wet etching method using an etching solution such as hydrofluoric acid is used.

【0316】図72に示すように、ONO膜は、酸化膜
237a、窒化膜237bおよび酸化膜237cの多層
構造を有している。エッチング液を用いる酸化膜エッチ
ングを行なった場合、この分離酸化膜232bのエッチ
ング除去時において、ONO膜237の最下層の酸化膜
237a上層に形成された窒化膜237bは、エッチン
グ除去されない(窒化膜は、酸化膜エッチング時に用い
られるエッチング液(たとえばフッ酸)に対し、エッチ
ングレートが極めて低い)。したがって、この図72に
示すように、分離酸化膜230bの端部において、横孔
239が形成される。このONO膜237のエッチング
除去の後、図73に示すように、SST領域においてゲ
ート絶縁膜を形成した後、ワード線となる導電層240
を形成しパターニングし、次いでこのワード線となる導
電層240上層に、層間絶縁膜241を形成する。
As shown in FIG. 72, the ONO film has a multilayer structure of an oxide film 237a, a nitride film 237b and an oxide film 237c. When the oxide film is etched using an etchant, the nitride film 237b formed on the oxide film 237a, which is the lowermost layer of the ONO film 237, is not removed by etching when the isolation oxide film 232b is removed by etching. The etching rate is extremely low with respect to an etching solution (for example, hydrofluoric acid) used for etching an oxide film. Therefore, as shown in FIG. 72, a lateral hole 239 is formed at the end of isolation oxide film 230b. After the ONO film 237 is removed by etching, as shown in FIG. 73, after forming a gate insulating film in the SST region, the conductive layer 240 serving as a word line is formed.
Is formed and patterned, and then an interlayer insulating film 241 is formed on the conductive layer 240 to be the word line.

【0317】このワード線となる導電層240を形成し
たとき、図74(A)に示すように、分離領域に形成さ
れた熱酸化膜232bの横孔239の部分には、導電層
240が堆積される。ここで、図74(A)において、
符号βは、この横孔239に堆積された導電層の量を示
す。この横孔239に堆積された導電層240は、単
に、この導電層240に対する異方性エッチングを行な
っただけでは、ONO膜237がマスクとなるため、エ
ッチング除去することができず、図74(B)に示すよ
うに、横孔239に、この導電層240が残存する。こ
の横孔239に残存する導電層240は、列方向に延在
するため、ワード線間のショートを引き起こす原因とな
る。したがって、この横孔239に残存する導電層24
0を除去する必要がある。そこで、図75に示すよう
に、ワード線としてパターニングされた導電層をマスク
としてONO膜およびフローティングゲートとなる電極
層のエッチングを行なう工程を利用する。
When the conductive layer 240 serving as the word line is formed, as shown in FIG. 74A, the conductive layer 240 is deposited on the lateral holes 239 of the thermal oxide film 232b formed in the isolation region. Is done. Here, in FIG.
The symbol β indicates the amount of the conductive layer deposited in the horizontal hole 239. The conductive layer 240 deposited in the lateral hole 239 cannot be removed by simply performing anisotropic etching on the conductive layer 240 because the ONO film 237 serves as a mask. As shown in B), the conductive layer 240 remains in the horizontal hole 239. The conductive layer 240 remaining in the horizontal hole 239 extends in the column direction, and causes a short circuit between word lines. Therefore, the conductive layer 24 remaining in the horizontal hole 239
0 must be removed. Therefore, as shown in FIG. 75, a process of etching an ONO film and an electrode layer serving as a floating gate using a conductive layer patterned as a word line as a mask is used.

【0318】図73に示すように、ワード線となる導電
層240およびその上層の層間絶縁膜241を形成し、
パターニングした後、このパターニングされた層間絶縁
膜241をマスクとして、フローティングゲートとなる
導電層233のエッチングおよびONO膜237のエッ
チングが行なわれる。
As shown in FIG. 73, a conductive layer 240 serving as a word line and an interlayer insulating film 241 thereover are formed.
After patterning, etching of conductive layer 233 serving as a floating gate and ONO film 237 are performed using patterned interlayer insulating film 241 as a mask.

【0319】図75に示すように、このフローティング
ゲートおよび下層のONO膜のパターニングの工程にお
いて、まずマスク245をこの選択トランジスタ形成領
域を覆うように形成する。このマスク245は、その端
部が、図70(A)および(B)において形成されたレ
ジスト膜236の端部よりもソース線選択トランジスタ
形成領域の活性領域230bの端部側に近く、かつこの
活性領域230bを覆うように形成される。この状態
で、フローティングゲートのパターニングおよびONO
膜のパターニングを行なうためのエッチングを行なう。
このとき、ソース線選択トランジスタ形成領域において
は、図71に示す構成において、ONO膜237がエッ
チング除去され、その基板表面が露出された後、ゲート
絶縁膜が形成される。
As shown in FIG. 75, in the step of patterning the floating gate and the underlying ONO film, first, a mask 245 is formed so as to cover this select transistor formation region. The end of mask 245 is closer to the end of active region 230b in the source line selection transistor formation region than the end of resist film 236 formed in FIGS. It is formed so as to cover active region 230b. In this state, patterning of the floating gate and ONO
Etching for patterning the film is performed.
At this time, in the source line selection transistor formation region, in the configuration shown in FIG. 71, the ONO film 237 is removed by etching and the substrate surface is exposed, and then a gate insulating film is formed.

【0320】このソース線選択トランジスタ形成領域に
おけるゲート絶縁膜のパターニングは、ワード線となる
導電層240およびその上層の層間絶縁膜241をマス
クとするフローティングゲートとなる電極層233およ
びその上層のONO膜237のエッチング除去工程前後
いずれで行なわれてもよい。
The gate insulating film in the source line selection transistor forming region is patterned by using the conductive layer 240 serving as a word line and the electrode layer 233 serving as a floating gate using the interlayer insulating film 241 thereabove as a mask and the ONO film thereabove. 237 may be performed before or after the etching removal step.

【0321】このワード線となる導電層240(または
上層の絶縁膜241)に対し、自己整合的にエッチング
除去を行なうことにより、図76に示すように、メモリ
セル領域において、フローティングゲートとなる電極層
233が、ワード線となる導電層240下部に形成され
る。このときまた、この上層のONO膜も同様に、自己
整合的に酸化膜/窒化膜/酸化膜のエッチング工程を経
て除去される。このとき、分離領域においては、横孔2
39が形成された領域は、ワード線間の領域においてエ
ッチング除去される。したがって、この状態において、
図76のライン76A−76Aに沿った断面構造は、図
73に示す構造と同じとなる。ここで、図73において
は、ソース線選択トランジスタ形成領域(SST領域)
においては、既に単層ゲート電界効果トランジスタのゲ
ート絶縁膜が形成された状態が示される。
By removing the conductive layer 240 (or the upper insulating film 241) serving as the word line by etching in a self-aligned manner, an electrode serving as a floating gate is formed in the memory cell region as shown in FIG. A layer 233 is formed below the conductive layer 240 to be a word line. At this time, the upper ONO film is similarly removed in a self-aligned manner through an oxide film / nitride film / oxide film etching process. At this time, in the separation region, the horizontal hole 2
The region where 39 is formed is etched away in the region between the word lines. Therefore, in this state,
The cross-sectional structure along the line 76A-76A in FIG. 76 is the same as the structure shown in FIG. Here, in FIG. 73, a source line selection transistor formation region (SST region)
Shows a state in which the gate insulating film of the single-layer gate field effect transistor has already been formed.

【0322】一方、この図76のライン76B−76B
に沿った断面構造は、図77に示す構成となる。図77
に示すように、ワード線となる導電層が形成されていな
い領域においては、半導体基板領域235の表面のON
O膜によりなるゲート絶縁膜(ソース線選択トランジス
タのゲート絶縁膜を含む)は、すべてエッチング除去さ
れる。ONO膜のエッチング除去およびフローティング
ゲートとなる導電層233のエッチング工程時におい
て、分離酸化膜232bの横孔が形成されていた領域2
39は、ワード線間部分においては露出しているため、
同様このエッチング工程においてエッチングされ、図7
7に示すように、横孔239が形成されていた領域25
0は、レジスト245に覆われていないため同様エッチ
ング除去され、図74(B)に示すように、横孔239
に堆積された導電層240は、エッチング除去される。
ONO膜は、窒化膜を含んでおり、フッ酸(HF)など
のエッチング液に対し、エッチングレートの低い膜を含
んでいる。ソース線選択トランジスタおよび周辺回路領
域の単層ゲート電界効果トランジスタ形成のために、O
NO膜をエッチング除去した後、再びこの領域を、ON
O膜に対するフッ酸などのエッチング液を用いたエッチ
ングおよび、フローティングゲートとなる導電層233
のエッチング除去工程を行なうことにより、ワード線と
なる導電層240間の横孔239の部分を除去すること
ができ、隣接ワード線間のこの横孔239に形成された
導電層240によるショートは防止される。ただ、この
場合、分離酸化膜232bは、図77に示すように、こ
の一部(横孔239が形成された領域)がエッチング除
去され、その対応の部分250が、薄くされるため、こ
のエッチング工程において、分離酸化膜232bのこの
窪み部分250が、半導体基板領域235にまで到達す
る状態が生じないように注意する必要がある。
On the other hand, lines 76B-76B in FIG.
77 has a configuration shown in FIG. 77. Figure 77
As shown in FIG. 5, in the region where the conductive layer serving as the word line is not formed, the ON of the surface of the semiconductor substrate region 235 is
The gate insulating film made of the O film (including the gate insulating film of the source line selection transistor) is all removed by etching. In the step of removing the ONO film by etching and the step of etching the conductive layer 233 to be the floating gate, the region 2 where the lateral hole of the isolation oxide film 232b was formed
39 is exposed in the portion between the word lines,
Similarly, etching is performed in this etching step, and FIG.
As shown in FIG. 7, the region 25 where the horizontal hole 239 was formed is formed.
0 is not covered with the resist 245 and is similarly etched and removed, and as shown in FIG.
Is removed by etching.
The ONO film includes a nitride film, and includes a film having a low etching rate with respect to an etchant such as hydrofluoric acid (HF). In order to form a source line selection transistor and a single-layer gate field effect transistor in the peripheral circuit region, O
After the NO film is removed by etching, this region is turned ON again.
The O film is etched using an etchant such as hydrofluoric acid, and the conductive layer 233 serving as a floating gate is formed.
By performing the etching removal step, the portion of the lateral hole 239 between the conductive layers 240 to be word lines can be removed, and short-circuiting between adjacent word lines due to the conductive layer 240 formed in the lateral hole 239 can be prevented. Is done. However, in this case, as shown in FIG. 77, the isolation oxide film 232b is partially removed by etching (the region where the lateral hole 239 is formed) and the corresponding portion 250 is thinned. In the process, care must be taken so that this recess 250 of the isolation oxide film 232b does not reach the semiconductor substrate region 235.

【0323】ここで、ONO膜およびフローティングゲ
ート電極層のエッチング工程という2つの工程を利用し
ているのは、横孔239においては、上層に、ONO膜
のうちの窒化膜および酸化膜が形成されており、またそ
の下部分に、ワード線となる導電層240が堆積されて
おり、これらの酸化膜/窒化膜構造および導電層240
をともにエッチング除去するためである。ワード線とな
る導電層240の下部においては、横孔239の領域に
おいては、導電層240は横孔239に残存している。
隣接ワード線となる導電層は、互いに分離されており、
何ら悪影響は及ぼさない。
Here, the two processes of etching the ONO film and the floating gate electrode layer are used. In the lateral hole 239, a nitride film and an oxide film of the ONO film are formed as an upper layer. A conductive layer 240 serving as a word line is deposited thereunder. These oxide / nitride film structures and conductive layer 240
Is to be removed by etching. In the region of the horizontal hole 239 below the conductive layer 240 serving as a word line, the conductive layer 240 remains in the horizontal hole 239.
The conductive layers serving as adjacent word lines are separated from each other,
Has no adverse effect.

【0324】ここで、図77において窪み250が形成
されているのは、以下の理由による。ONO膜のエッチ
ング除去時、酸化膜、窒化膜および酸化膜を順にエッチ
ング除去する工程が行なわれる。このとき、最下層の酸
化膜のエッチング時において、導電層240が一部エッ
チング除去され(酸化膜と導電層のエッチングレートは
異なる)、次いで再びフローティングゲートとなる導電
層のエッチング時に、その残存する導電層240がエッ
チング除去されるため、その横孔形成領域において窪み
250が形成される。また、レジスト膜(マスク)24
5において覆われていない部分においては、ONO膜の
エッチング工程時、酸化膜エッチング時に同様分離絶縁
膜232bが、その表面がエッチングされる。
Here, the reason why the depression 250 is formed in FIG. 77 is as follows. When the ONO film is removed by etching, a step of sequentially removing the oxide film, the nitride film and the oxide film by etching is performed. At this time, at the time of etching the lowermost oxide film, conductive layer 240 is partially removed by etching (the oxide film and the conductive layer have different etching rates), and the remaining conductive layer 240 remains at the time of etching the conductive layer to be the floating gate again. Since the conductive layer 240 is removed by etching, a depression 250 is formed in the lateral hole forming region. Further, a resist film (mask) 24
In the portion not covered by 5, the surface of the isolation insulating film 232b is etched similarly in the ONO film etching step and the oxide film etching.

【0325】分離絶縁膜232aにおいては、その表面
に、ONO膜が全面にわたって形成されており、その膜
厚が薄くなるのが防止され、また導電層240のエッチ
ング工程時、分離酸化膜232aのエッチングレート
は、その導電層240をエッチングするためのエッチャ
ントに対しそのエッチングレートが低く、その膜厚は薄
くならない。以上のように、この発明の実施の形態11
に従えば、積層/単層ゲート型電界効果トランジスタを
ソース線選択トランジスタとして、複雑な製造工程を追
加することなく製造することができる。
In the isolation insulating film 232a, an ONO film is formed on the entire surface thereof to prevent the thickness thereof from being reduced. Further, during the step of etching the conductive layer 240, the etching of the isolation oxide film 232a is performed. The etching rate is lower than that of an etchant for etching the conductive layer 240, and the film thickness is not reduced. As described above, Embodiment 11 of the present invention
According to this, a stacked / single-layer gate type field effect transistor can be manufactured as a source line selection transistor without adding a complicated manufacturing process.

【0326】[0326]

【発明の効果】以上のように、この発明に従えば、ワー
ド線に対応してソース線選択トランジスタを設け、選択
ワード線に接続されるメモリセルに対し主ソース線と対
応の副ソース線とを接続するように構成し、かつ書込/
消去においては、副ソース線に書込高電圧は印加されな
いようにワード線およびビット線の電圧を設定している
ため、データ書込時においてメモリセルへのドレインデ
ィスターブストレスが緩和され、メモリセルの信頼性を
損なうことなく、書込/消去を行なうことができる。ま
た、選択列において、最大1ビットのオーバーローVt
h状態のメモリセルが選択メモリセルに対し影響を及ぼ
すだけであり、正確なデータの読出を行なうことができ
る。
As described above, according to the present invention, a source line select transistor is provided corresponding to a word line, and a sub-source line corresponding to a main source line is provided for a memory cell connected to the selected word line. And write / write
In erasing, the word line and bit line voltages are set so that a high writing voltage is not applied to the sub-source line, so that the drain disturb stress on the memory cell during data writing is reduced, and Writing / erasing can be performed without loss of reliability. In the selected column, a maximum of 1-bit overlow Vt is selected.
The memory cell in the h state only affects the selected memory cell, and accurate data reading can be performed.

【0327】すなわち、請求項1に係る発明に従えば、
選択ワード線に対応する副ソース線を主ソース線に接続
するとともに、フローティングゲートへの電子の注入動
作モード時、チャネルホットエレクトロンを発生させて
フローティングゲートへ電子が注入し、かつフローティ
ングゲートから電子を引抜くときには、フローティング
ゲートとチャネル領域の間のファウラー・ノルドハイム
電流が流れるようにしているため、副ソース線に高電圧
が印加されるのを防止することができ、非選択メモリセ
ルに対し、過剰な電圧が印加されるのを防止することが
でき、メモリセルの信頼性が損なわれるのを防止するこ
とができる。
That is, according to the invention of claim 1,
The sub-source line corresponding to the selected word line is connected to the main source line, and in the operation mode of injecting electrons into the floating gate, channel hot electrons are generated to inject electrons into the floating gate, and to release electrons from the floating gate. At the time of extraction, a Fowler-Nordheim current flows between the floating gate and the channel region, so that a high voltage can be prevented from being applied to the sub-source line. Voltage can be prevented from being applied, and the reliability of the memory cell can be prevented from being impaired.

【0328】請求項2に係る発明に従えば、フローティ
ングゲートへの電子の注入を行なう動作モード時、選択
メモリセルのチャネル領域と対応のフローティングゲー
トとの間でファウラー・ノルドハイム電流を流してフロ
ーティングゲートへの電子の注入を行ない、かつフロー
ティングゲートから電子の引抜きを行なう動作モード
時、選択メモリセルのフローティングゲートとビット線
との間にファウラー・ノルドハイム電流を流すようにし
ているため、非選択メモリセルに対し、過大な電圧が伝
達されるのを防止することができ、非選択メモリセルの
ドレインディスターブストレスを緩和することができ、
メモリセルの信頼性低下およびデータの破壊が生じるの
を防止することができる。
According to the invention of claim 2, in the operation mode in which electrons are injected into the floating gate, a Fowler-Nordheim current flows between the channel region of the selected memory cell and the corresponding floating gate to cause the floating gate to flow. In the operation mode in which electrons are injected into the floating gate and electrons are extracted from the floating gate, a Fowler-Nordheim current is caused to flow between the floating gate and the bit line of the selected memory cell. On the other hand, it is possible to prevent an excessive voltage from being transmitted, to reduce the drain disturb stress of the non-selected memory cells,
It is possible to prevent the reliability of the memory cell from being lowered and the data from being destroyed.

【0329】請求項3に係る発明に従えば、主ソース線
へは、常時動作モードにかかわらず一定の電圧レベルの
電圧を与えているため、主ソース線電圧を切換える必要
がなく、この主ソース線への電圧を与える回路構成規模
を低減することができ、回路占有面積を低減することが
できる。
According to the third aspect of the present invention, since a voltage of a constant voltage level is always applied to the main source line regardless of the operation mode, there is no need to switch the main source line voltage. It is possible to reduce the circuit configuration scale for applying a voltage to the line, and to reduce the circuit occupation area.

【0330】請求項4に係る発明に従えば、ソース線選
択トランジスタとして、フローティングゲート型電界効
果トランジスタで構成しているため、メモリセルとソー
ス線選択トランジスタとを分離するための分離領域を余
分に設ける必要がなく、セルアレイ占有面積を低減する
ことができる。
According to the invention of claim 4, since the source line selection transistor is constituted by a floating gate type field effect transistor, an extra isolation region for separating the memory cell from the source line selection transistor is added. There is no need to provide them, and the cell array occupation area can be reduced.

【0331】請求項5に係る発明に従えば、このソース
線選択トランジスタ、メモリセルと同じ書込および消去
特性を有するフローティングゲート型電界効果トランジ
スタで構成しているため、メモリセルと同一製造工程
で、ソース線選択トランジスタを形成することができ、
製造工程の増加を防止することができる。
According to the fifth aspect of the invention, since the source line selection transistor and the floating gate type field effect transistor having the same writing and erasing characteristics as the memory cell are formed, the same manufacturing process as that of the memory cell is performed. , A source line select transistor can be formed,
An increase in the number of manufacturing steps can be prevented.

【0332】請求項6に係る発明に従えば、選択メモリ
セルへのフローティングゲートへの電子の注入時、1行
のメモリセルが、すべて高しきい値電圧状態に設定され
る場合、対応のソース線選択トランジスタも、高しきい
値電圧状態に設定しているため、このソース線選択トラ
ンジスタの記憶データを読むことにより、対応の1行の
メモリセルは、すべて高しきい値電圧状態にあるか否か
を容易に識別することができる。
According to the invention of claim 6, when all the memory cells in one row are set to the high threshold voltage state at the time of injecting electrons into the floating gate into the selected memory cell, the corresponding source is set. Since the line select transistor is also set to the high threshold voltage state, reading the stored data of the source line select transistor determines whether all the memory cells in the corresponding row are in the high threshold voltage state. Whether or not it can be easily identified.

【0333】請求項7に係る発明に従えば、フローティ
ングゲートからの電子を引抜くとき、この選択メモリセ
ルと同じ行のソース線選択トランジスタも同様、フロー
ティングゲートから電子を引抜くようにしているため、
対応の行において、書込状態および消去状態の両状態の
メモリセルが混在する場合、正確にデータを読出すこと
ができ、またこのソース線選択トランジスタがフローテ
ィングゲートに電子を注入されて高しきい値電圧状態の
ときには、対応のメモリセルがすべて高しきい値電圧状
態にあることを容易に識別することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when electrons are extracted from the floating gate, the source line select transistors on the same row as the selected memory cell also extract electrons from the floating gate. ,
When memory cells in both the written state and the erased state coexist in the corresponding row, data can be read correctly, and electrons are injected into the floating gate of this source line select transistor to increase the threshold voltage. In the value voltage state, it can be easily identified that all the corresponding memory cells are in the high threshold voltage state.

【0334】請求項8に係る発明に従えば、主副ビット
線構成において、主ビット線を所定電圧レベルに充電し
た後、この主ビット線と対応の複数の副ビット線のうち
の1つの副ビット線とを接続し、この主ビット線電圧を
所定電圧と比較するように構成しているため、容易に、
副ビット線にオーバーローVth状態のメモリセルが存
在するか否かを識別することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, in the main / sub bit line configuration, after charging the main bit line to a predetermined voltage level, one sub bit line of the plurality of sub bit lines corresponding to the main bit line is charged. Since the configuration is such that the main bit line voltage is compared with a predetermined voltage by connecting to the bit line,
It is possible to identify whether or not a memory cell in the over-low Vth state exists on the sub-bit line.

【0335】請求項9に係る発明に従えば、容量手段を
所定電圧レベルに充電した後、この容量手段を被判定ビ
ット線と接続して、この被判定ビット線の電圧を基準値
と比較するように構成しているため、容易に、被判定ビ
ット線に、オーバーローVth状態のメモリセルが存在
するか否かを識別することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, after charging the capacitor to a predetermined voltage level, the capacitor is connected to the bit line to be determined, and the voltage of the bit line to be determined is compared with a reference value. With such a configuration, it is possible to easily identify whether or not the memory cell in the over-low Vth state exists on the bit line to be determined.

【0336】請求項10に係る発明に従えば、この容量
手段として、複数のビット線の特定のビット線を利用し
ているため、余分の回路構成を追加することなく容易
に、ビット線にオーバーローVth状態のメモリセルが
接続されるか否かを識別することができる。
According to the tenth aspect of the present invention, since a specific bit line of a plurality of bit lines is used as the capacitance means, it is possible to easily overwrite the bit line without adding an extra circuit configuration. It can be determined whether or not the memory cell in the low Vth state is connected.

【0337】請求項11に係る発明に従えば、複数のビ
ット線のうちの2本のビット線をそれぞれ所定電圧レベ
ルに充電した後に、相互に結合して、これらの電圧ビッ
ト線の電圧レベルが同じか否かを判定しているため、容
易に、これらのビット線に、オーバーローVth状態の
メモリセルが接続されているか否かを識別することがで
きる。
According to the eleventh aspect of the present invention, two of the plurality of bit lines are charged to a predetermined voltage level, respectively, and then connected to each other, so that the voltage levels of these voltage bit lines are reduced. Since it is determined whether they are the same or not, it is possible to easily determine whether or not the memory cells in the over-low Vth state are connected to these bit lines.

【0338】請求項12に係る発明に従えば、副ソース
線を共有するワード線において一方のワード線が選択さ
れたとき他方の非選択ワード線へは、選択ワード線に伝
達される電圧と絶対値が小さくかつ符号が異なる電圧を
伝達しているため、この非選択ワード線に、オーバーロ
ーVth状態のメモリセルが接続されていても、確実
に、オーバーローVth状態のメモリセルをオフ状態と
することができ、正確に、選択メモリセルのデータの読
出を行なうことができる。
According to the twelfth aspect, when one of the word lines sharing the sub-source line is selected, the other non-selected word line is supplied with the voltage transmitted to the selected word line and the absolute value. Since a voltage having a small value and a different sign is transmitted, even if a memory cell in the overlow Vth state is connected to this unselected word line, the memory cell in the overlow Vth state is reliably turned off. Data can be accurately read from the selected memory cell.

【0339】請求項13に係る発明に従えば、ワード線
それぞれに対応して副ソース線を設けるように構成して
いるため、各列において、選択ワード線に接続されてメ
モリセルのみが、対応の副ソース線を介して主ソース線
に接続されるため、オーバーローVth状態のメモリセ
ルの影響を受けることなく正確にメモリセルのデータを
読出すことができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, since the sub source lines are provided corresponding to the respective word lines, only the memory cells connected to the selected word line in each column are provided. Connected to the main source line via the sub-source line, the data in the memory cell can be accurately read without being affected by the memory cell in the over-low Vth state.

【0340】請求項14に係る発明に従えば、各列にお
いて複数のビット線を設け、副ソース線を共有するワー
ド線に接続されるメモリセルは異なるビット線に接続す
るように構成しているため、オーバーローVth状態の
メモリセルが、共通の副ソース線に接続される場合にお
いても、その影響を受けることなく正確に選択メモリセ
ルのデータの読出を行なうことができる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, a plurality of bit lines are provided in each column, and memory cells connected to a word line sharing a sub-source line are connected to different bit lines. Therefore, even when memory cells in the over-low Vth state are connected to a common sub-source line, data can be accurately read from a selected memory cell without being affected by the same.

【0341】請求項15に係る発明に従えば、隣接する
2本のワード線に共通に副ソース線を設け、かつ各列に
おいて2本のビット線を設け、共通の副ソース線に接続
するメモリセルは異なるビット線に接続するように構成
しているため、オーバーローVth状態のメモリセル
は、選択メモリセルと異なるビット線に接続され、この
オーバーローVth状態のメモリセルの影響を受けるこ
となく、正確に選択メモリセルのデータの読出を行なう
ことができる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, two adjacent word lines are provided with a common sub-source line, two bit lines are provided in each column, and the memory is connected to a common sub-source line. Since the cell is configured to be connected to a different bit line, the memory cell in the over-low Vth state is connected to a different bit line from the selected memory cell, and is not affected by the memory cell in the over-low Vth state. Thus, data of the selected memory cell can be accurately read.

【0342】請求項16に係る発明に従えば、副ソース
線として、上層の配線層を用いているため、副ソース線
の抵抗を低抵抗とすることができ、大きな電流を流すこ
とができ、安定に、書込/消去を行なうことができる。
またソース線選択トランジスタの数を低減する場合にお
いても、正確に、各メモリセルに対し所定の電圧レベル
のソース電圧を伝達することができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, since the upper wiring layer is used as the sub-source line, the resistance of the sub-source line can be reduced, and a large current can flow. Writing / erasing can be performed stably.
Further, even when the number of source line select transistors is reduced, a source voltage of a predetermined voltage level can be accurately transmitted to each memory cell.

【0343】請求項17に係る発明に従えば、この配線
層のシート抵抗を20Ω/□以下としているため、正確
に、副ソース線の低抵抗化により、ソース線選択トラン
ジスタの数の低減およびソース線選択トランジスタのチ
ャネル幅の拡大を実現して大きな電流を駆動するソース
線選択トランジスタを実現することができる。
According to the seventeenth aspect of the present invention, since the sheet resistance of this wiring layer is set to 20 Ω / □ or less, the number of source line select transistors can be reduced and the number of source line select transistors can be reduced accurately by lowering the resistance of the sub source line. It is possible to realize a source line selection transistor that drives a large current by increasing the channel width of the line selection transistor.

【0344】請求項18に係る発明に従えば、メモリセ
ル各列に対応して配置される複数のビット線を異なる配
線層のビット線で構成しているため、セルアレイ占有面
積を増加させることなく、容易に、メモリセル列それぞ
れに対応して、複数のビット線を配置することができ
る。
According to the eighteenth aspect of the present invention, since the plurality of bit lines arranged corresponding to each column of the memory cells are constituted by bit lines of different wiring layers, the area occupied by the cell array is not increased. A plurality of bit lines can be easily arranged corresponding to each memory cell column.

【0345】請求項19に係る発明に従えば、各列に配
置される2本のビット線を、互いに異なる配線層で形成
しているため、容易に、各2本のビット線を、セルアレ
イ占有面積を増加させることなく配置することができ
る。
According to the nineteenth aspect of the invention, since the two bit lines arranged in each column are formed of different wiring layers, each of the two bit lines can be easily occupied by the cell array. They can be arranged without increasing the area.

【0346】請求項20に係る発明に従えば、複数のグ
ループに分割されるビット線それぞれは、互いに異なる
配線層に形成される配線を含んでおり、各列のビット線
の電気的特性を同じとすることができ、アクセス時間の
低下などの性能劣化を防止することができる。
According to the twentieth aspect of the present invention, each bit line divided into a plurality of groups includes wirings formed on different wiring layers, and the bit lines in each column have the same electrical characteristics. And performance degradation such as a reduction in access time can be prevented.

【0347】請求項21に係る発明に従えば、メモリセ
ルが形成される活性領域は、ビット線延在方向に沿って
2列に整列するようにずらせて配置しているため、配線
の最小ピッチに合わせて、メモリセルを2列に整列させ
て配置することができ、アレイ占有面積を増加させるこ
となく各副ソース線を共有するメモリセルと異なるビッ
ト線に接続する構成を実現することができる。
According to the twenty-first aspect of the present invention, the active regions in which the memory cells are formed are displaced so as to be aligned in two columns along the bit line extending direction. In accordance with the above, memory cells can be arranged in two columns, and a configuration can be realized in which each sub-source line is connected to a different bit line from a memory cell sharing the sub-source line without increasing the array occupation area. .

【0348】請求項22に係る発明に従えば、メモリセ
ルがビット線コンタクトを共有する構成において、活性
領域を、ビット線延在方向に沿って2個のメモリセルご
とにワード線延在方向に1セル分ずらせて配置している
ため、容易に、2本のワード線に対して、共通の副ソー
ス線が設けられる構成において、副ソース線を共有する
メモリセルを異なるビット線に接続するレイアウトをセ
ルアレイ面積を増加させることなく実現することができ
る。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in a configuration in which memory cells share a bit line contact, the active region is extended in the word line extending direction for every two memory cells along the bit line extending direction. Since the memory cells are arranged so as to be shifted by one cell, in a configuration in which a common sub-source line is provided for two word lines, a memory cell sharing a sub-source line is connected to different bit lines. Can be realized without increasing the cell array area.

【0349】請求項23に係る発明に従えば、主ソース
線の電圧の有無を検出して、選択メモリセルのデータの
読出を行なうように構成しているため、ビット線に対し
て、読出電圧を印加するための回路構成は、単に電圧を
印加することが要求されるだけであり、大きな電流駆動
力は要求されず、書込/読出時においてビット線に電圧
を印加する回路部分のトランジスタサイズを低減するこ
とができ、応じて回路占有面積を低減することができ
る。
According to the twenty-third aspect of the present invention, data is read from a selected memory cell by detecting the presence or absence of a voltage on a main source line. Is required only to apply a voltage, a large current driving force is not required, and a transistor size of a circuit portion for applying a voltage to a bit line at the time of writing / reading is required. Can be reduced, and the area occupied by the circuit can be reduced accordingly.

【0350】請求項24に係る発明に従えば、ソース線
選択トランジスタ形成領域とメモリセル形成領域の間の
分離領域において、第1のエッチャントを用いて湿式エ
ッチングを行なって、フローティングゲート上層の絶縁
膜をエッチング除去した後、再び、この境界領域を含む
領域をエッチングするように構成しているため、フロー
ティングゲート上層の絶縁膜下部に、導電層(ワード
線)が残存する場合においても、隣接ワード線間の残存
膜を除去することができ、ワード線短絡を防止すること
ができる。
According to the twenty-fourth aspect, in the isolation region between the source line selection transistor formation region and the memory cell formation region, wet etching is performed using the first etchant to form an insulating film on the floating gate. Is etched again, and then the region including the boundary region is etched again. Therefore, even when the conductive layer (word line) remains under the insulating film above the floating gate, the adjacent word line can be removed. The remaining film between them can be removed, and a word line short circuit can be prevented.

【0351】請求項25に係る発明に従えば、列方向に
おいて隣接するメモリセルの活性領域において、ソース
領域形成後、このソース領域形成のために注入されたド
ーパントと逆導電型のドーパントを注入しているため、
容易に、隣接メモリセル間のソース領域を分離して、各
ワード線それぞれに対応して、副ソース線を配置するこ
とができる。
According to the twenty-fifth aspect, in the active region of the memory cell adjacent in the column direction, after forming the source region, a dopant of the opposite conductivity type to that of the dopant implanted for forming the source region is implanted. Because
A source region between adjacent memory cells can be easily separated, and a sub-source line can be arranged corresponding to each word line.

【0352】請求項26に係る発明に従えば、分離領域
にマスクを形成して、メモリセルのソース領域形成のた
めのイオン注入を行なっているため、複雑な工程を伴う
ことなく、容易に、各ワード線に対応して、副ソース線
を配置することができる。
According to the twenty-sixth aspect of the present invention, since a mask is formed in an isolation region and ion implantation for forming a source region of a memory cell is performed, a complicated process can be easily performed. A sub-source line can be arranged corresponding to each word line.

【0353】請求項27に係る発明に従えば、分離領域
に熱酸化膜を選択的に形成した後、これをマスクとして
イオン注入を行なっているため、複雑な工程を伴うこと
なく、各ワード線それぞれに対応して、副ソース線を配
置することができる。
According to the twenty-seventh aspect, since a thermal oxide film is selectively formed in an isolation region and then ion implantation is performed using the thermal oxide film as a mask, each word line can be formed without complicated steps. A sub source line can be arranged corresponding to each.

【0354】請求項28に係る発明に従えば、列方向に
おいて隣接するメモリセルの活性領域に全面にわたって
熱酸化膜を形成した後、これを選択的にエッチング除去
して、分離領域となる領域に熱酸化膜を形成するように
構成しており、容易に、必要とされる大きさの分離領域
を複雑な工程を伴うことなく形成することができる。
According to the twenty-eighth aspect of the present invention, after forming a thermal oxide film over the entire active region of the memory cell adjacent in the column direction, the thermal oxide film is selectively etched and removed to form a region to be an isolation region. Since a thermal oxide film is formed, a separation region having a required size can be easily formed without complicated steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に従う不揮発性半導
体記憶装置のアレイ部の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an array unit of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 (A)−(C)は、図1に示す不揮発性半導
体記憶装置の書込動作時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 2A to 2C are diagrams showing voltage application modes during a write operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図3】 (A)−(E)は、図1に示す不揮発性半導
体記憶装置の消去動作時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 3A to 3E are diagrams illustrating a voltage application mode during an erasing operation of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 1;

【図4】 (A)−(D)は、図1に示す不揮発性半導
体記憶装置のデータ読出時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing voltage application modes during data reading of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図5】 この発明の実施の形態1に従う不揮発性半導
体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
FIG. 5 schematically shows an entire configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 図5に示すロウデコーダの構成の一例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a row decoder illustrated in FIG. 5;

【図7】 この発明の実施の形態2に従う不揮発性半導
体記憶装置のアレイ部の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an array unit of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 (A)−(D)は、図7に示す不揮発性半導
体記憶装置の書込動作時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 8A to 8D are diagrams showing voltage application modes during a write operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 7;

【図9】 (A)−(D)は、図7に示す不揮発性半導
体記憶装置の消去動作時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 9A to 9D are diagrams illustrating voltage application modes during an erasing operation of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 7;

【図10】(A)−(D)は、図7に示す不揮発性半導
体記憶装置のデータ読出時の電圧印加態様を示す図であ
る。
FIGS. 10A to 10D are diagrams illustrating voltage application modes during data reading of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 7;

【図11】 図7に示す不揮発性半導体記憶装置の全体
の構成を概略的に示す図である。
11 is a diagram schematically showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 7;

【図12】 この発明の実施の形態3に従う不揮発性半
導体記憶装置のアレイ部の構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an array portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 (A)−(D)は、図12に示す不揮発性
半導体記憶装置の消去動作時の電圧印加態様を示す図で
ある。
13A to 13D are diagrams illustrating voltage application modes during an erasing operation of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 12;

【図14】 (A)−(D)は、図12に示す不揮発性
半導体記憶装置の書込動作時の電圧印加態様を示す図で
ある。
FIGS. 14A to 14D are diagrams illustrating voltage application modes during a write operation of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 12;

【図15】 (A)−(C)は、図12に示す不揮発性
半導体記憶装置のデータ読出時の電圧印加態様を示す図
である。
FIGS. 15A to 15C are diagrams showing voltage application modes during data reading of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 12;

【図16】 図12に示す不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を概略的に示す図である。
16 is a diagram schematically showing an entire configuration of a nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 12;

【図17】 図16に示すソース線電圧設定回路の構成
を概略的に示す図である。
17 is a diagram schematically showing a configuration of a source line voltage setting circuit shown in FIG. 16;

【図18】 図12に示す不揮発性半導体記憶装置の対
応の1行のメモリセルのしきい値電圧とソース線選択ト
ランジスタのしきい値電圧との関係を一覧にして示す図
である。
18 is a view showing a list of a relationship between a threshold voltage of a corresponding one row of memory cells and a threshold voltage of a source line selection transistor in the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 12;

【図19】 図16に示すソース線電圧設定回路の要部
の構成を概略的に示す図である。
19 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of the source line voltage setting circuit shown in FIG. 16;

【図20】 この発明の実施の形態3の変更例の構成を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a modification of the third embodiment of the present invention.

【図21】 (A)−(D)は、図20に示す不揮発性
半導体記憶装置の消去動作時の電圧印加態様を示す図で
ある。
FIGS. 21A to 21D are diagrams showing voltage application modes during an erasing operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 20;

【図22】 (A)−(D)は、図20に示す不揮発性
半導体記憶装置の書込モード時の電圧印加態様を示す図
である。
FIGS. 22A to 22D are diagrams showing voltage application modes in the write mode of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 20;

【図23】 (A)および(B)は、図20に示す不揮
発性半導体記憶装置のデータ読出時の電圧印加態様を示
す図である。
FIGS. 23A and 23B are diagrams showing voltage application modes during data reading of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 20;

【図24】 図20に示す不揮発性半導体記憶装置のソ
ース線選択トランジスタ部の構成を示す図である。
24 is a diagram showing a configuration of a source line selection transistor section of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.

【図25】 (A)−(C)は、図20に示す不揮発性
半導体記憶装置のデータ読出時の電圧印加態様を示す図
である。
FIGS. 25A to 25C are diagrams showing voltage application modes during data reading of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 20;

【図26】 図20に示す不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を概略的に示す図である。
26 is a diagram schematically showing an entire configuration of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 20;

【図27】 図26に示すソース線電圧設定回路の構成
の一例を示す図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a configuration of a source line voltage setting circuit illustrated in FIG. 26;

【図28】 この発明の実施の形態4に従う不揮発性半
導体記憶装置のアレイ部の構成を概略的に示す図であ
る。
FIG. 28 schematically shows a structure of an array portion of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図29】 この発明の実施の形態4に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 29 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図30】 この発明の実施の形態4に従う不揮発性半
導体記憶装置の動作を説明するための図である。
FIG. 30 illustrates an operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図31】 この発明の実施の形態4の変更例の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 31 schematically shows a structure of a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【図32】 この発明の実施の形態5に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 32 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図33】 図32に示す不揮発性半導体記憶装置の動
作を示す信号波形図である。
FIG. 33 is a signal waveform diagram representing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 32.

【図34】 図32に示す不揮発性半導体記憶装置の動
作を説明するための図である。
FIG. 34 is a view illustrating an operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 32;

【図35】 (A)および(B)は、図32に示す不揮
発性半導体記憶装置の動作を説明するための図である。
FIGS. 35A and 35B are diagrams for explaining the operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 32;

【図36】 図32に示す不揮発性半導体記憶装置の動
作を説明するための図である。
FIG. 36 is a view illustrating an operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 32;

【図37】 図32に示す不揮発性半導体記憶装置の列
アドレス発生部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 37 is a drawing illustrating roughly configuration of a column address generation unit of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 32;

【図38】 この発明の実施の形態5の変更例の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 38 is a drawing illustrating roughly configuration of a modification of Embodiment 5 of the present invention;

【図39】 この発明の実施の形態5に従う不揮発性半
導体記憶装置のさらに他の変更例の構成を概略的に示す
図である。
FIG. 39 schematically shows a structure of still another modification of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図40】 この発明の実施の形態6に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 40 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図41】 図40に示す不揮発性半導体記憶装置の動
作を示す信号波形図である。
FIG. 41 is a signal waveform diagram representing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 40.

【図42】 この発明の実施の形態6の変更例の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 42 is a drawing illustrating roughly configuration of a modification of Embodiment 6 of the present invention;

【図43】 この発明の実施の形態7に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 43 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図44】 メモリセルのしきい値電圧の分布を概略的
に示す図である。
FIG. 44 schematically shows a distribution of threshold voltages of memory cells.

【図45】 この発明の実施の形態8に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 45 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図46】 (A)−(C)は、図45に示す副ソース
線の製造工程を示す図である。
46 (A)-(C) are views showing the steps of manufacturing the sub-source line shown in FIG. 45.

【図47】 図45に示す副ソース線の第2の製造方法
に従う工程を概略的に示す図である。
FIG. 47 is a drawing schematically showing a step in accordance with the second method of manufacturing the sub source line shown in FIG. 45.

【図48】 (A)および(B)は、図45に示す副ソ
ース線の第3の製造方法の工程を示す図である。
48 (A) and (B) are views showing steps of a third method of manufacturing the sub-source line shown in FIG. 45.

【図49】 (A)および(B)は、図45に示す副ソ
ース線の第4の製造方法の工程を示す図である。
FIGS. 49A and 49B are diagrams showing steps of a fourth method of manufacturing the sub source line shown in FIG. 45.

【図50】 (A)および(B)は、図45に示す副ソ
ース線の第5の製造方法の工程を示す図である。
FIGS. 50A and 50B are diagrams showing steps of a fifth method of manufacturing the sub source line shown in FIG. 45;

【図51】 (A)および(B)は、図45に示す副ソ
ース線の構成を概略的に示す図である。
FIGS. 51A and 51B are diagrams schematically showing a configuration of a sub source line shown in FIG. 45;

【図52】 図51に示す副ソース線構造の効果を説明
するための図である。
FIG. 52 is a view illustrating an effect of the sub source line structure shown in FIG. 51;

【図53】 図51に示す副ソース線の利点を説明する
ための図である。
FIG. 53 is a view illustrating an advantage of the sub source line shown in FIG. 51;

【図54】 この発明の実施の形態9に従う不揮発性半
導体記憶装置の要部の構成を示す図である。
FIG. 54 shows a structure of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図55】 図54に示すビット線の第1のレイアウト
を示す図である。
FIG. 55 shows a first layout of the bit lines shown in FIG. 54.

【図56】 図54に示すビット線の第2のレイアウト
を示す図である。
FIG. 56 shows a second layout of the bit lines shown in FIG. 54.

【図57】 図54に示す不揮発性半導体記憶装置のビ
ット線の第3の配置を示す図である。
FIG. 57 is a diagram showing a third arrangement of bit lines in the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 54.

【図58】 図54に示す不揮発性半導体記憶装置のメ
モリセル配列を概略的に示す図である。
FIG. 58 schematically shows a memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 54.

【図59】 図58に示すメモリセル配置における副ソ
ース線形成領域を示す図である。
FIG. 59 shows a sub-source line forming region in the memory cell arrangement shown in FIG. 58;

【図60】 図58におけるメモリセル配置に対するビ
ット線の配列を概略的に示す図である。
FIG. 60 schematically shows an arrangement of bit lines with respect to the memory cell arrangement in FIG. 58.

【図61】 図58および図59に示すメモリセル配置
に対する第2のビット線配置を示す図である。
FIG. 61 shows a second bit line arrangement with respect to the memory cell arrangement shown in FIGS. 58 and 59.

【図62】 この発明の実施の形態10に従う不揮発性
半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
FIG. 62 schematically shows a structure of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to the tenth embodiment of the present invention.

【図63】 図62に示す不揮発性半導体記憶装置の要
部の構成をさらに詳細に示す図である。
63 is a diagram showing the configuration of a main part of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 62 in more detail;

【図64】 図62に示す不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成をより詳細に示す図である。
FIG. 64 is a diagram showing the overall configuration of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 62 in more detail;

【図65】 図64に示す不揮発性半導体記憶装置のデ
ータ読出時の要部の構成を概略的に示す図である。
65 is a diagram schematically showing a configuration of a main part at the time of data reading of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 64;

【図66】 この発明の実施の形態10の変更例の構成
を示す図である。
FIG. 66 is a diagram showing a configuration of a modification of the tenth embodiment of the present invention.

【図67】 (A)−(C)は、主ソース線と副ソース
線とを直結する部分の構成を概略的に示す図である。
67 (A)-(C) are diagrams schematically showing a configuration of a portion directly connecting a main source line and a sub source line.

【図68】 (A)および(B)は、この発明の実施の
形態11に従うソース線選択トランジスタの構成を概略
的に示す図である。
FIGS. 68A and 68B schematically show a structure of a source line select transistor according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図69】 (A)および(B)は、この発明の実施の
形態11に従う不揮発性半導体記憶装置の製造方法の工
程を示す図である。
FIGS. 69A and 69B are views showing steps of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図70】 (A)および(B)は、この発明の実施の
形態11に従う不揮発性半導体記憶装置の製造方法の工
程を示す図である。
FIGS. 70A and 70B are views showing steps of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図71】 この発明の実施の形態11に従う不揮発性
半導体記憶装置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 71 is a cross sectional view showing a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図72】 図71に示す分離絶縁膜の境界部の構成を
拡大して示す図である。
FIG. 72 is an enlarged view showing a configuration of a boundary portion of the isolation insulating film shown in FIG. 71.

【図73】 この発明の実施の形態11に従う不揮発性
半導体記憶装置の製造方法の工程を示す図である。
FIG. 73 shows a step of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図74】 (A)および(B)は、図73の工程にお
ける分離絶縁膜境界部の構成をより拡大して示す図であ
る。
74 (A) and (B) are diagrams showing a further enlarged configuration of a boundary portion of an isolation insulating film in the step of FIG. 73.

【図75】 この発明の実施の形態11に従う不揮発性
半導体記憶装置の製造方法の工程を示す図である。
FIG. 75 shows a step of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図76】 この発明の実施の形態11に従う不揮発性
半導体記憶装置の製造方法の工程を示す図である。
FIG. 76 shows a step of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to Embodiment 11 of the present invention.

【図77】 図76のライン76B−76Bに沿った断
面を概略的に示す図である。
FIG. 77 is a drawing illustrating roughly a cross section along a line 76B-76B in FIG. 76;

【図78】 従来の不揮発性半導体記憶装置の要部の構
成を示す図である。
FIG. 78 is a diagram showing a configuration of a main part of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図79】 従来の不揮発性半導体記憶装置の他の構成
を示す図である。
FIG. 79 is a view showing another configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図80】 図79に示す不揮発性半導体記憶装置の書
込時の電圧印加態様を示す図である。
80 is a diagram illustrating a voltage application mode during writing of the nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 79;

【図81】 従来の不揮発性半導体記憶装置の要部の構
成を概略的に示す図である。
FIG. 81 is a view schematically showing a configuration of a main part of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a〜1f ビット線、2a−2h ワード線、3
主ソース線、4a〜4e ソース線選択トランジス
タ、5a〜5d 副ソース線、21a〜21d主ビット
線、22aa〜22ad,22ba〜22bd,22c
a〜22cd,22da〜22dd 副ビット線、23
aa〜23ad,23ba〜23bd,23ca〜23
cd,23da〜23dd セクション選択トランジス
タ、44a〜44h ソース線選択トランジスタ、43
主ソース線、53 主ソース線、54a〜54f ソ
ース線選択トランジスタ、BL ビット線、WLa,W
Lb ワード線、MSL 主ソース線、SSL 副ソー
ス線、SST ソース線選択トランジスタ、SBL1〜
SBLn 副ビット線、MBL1〜MBLn 主ビット
線、C1〜Cm 容量素子、IG1u〜IGmu,IG
1l〜IGml 分離ゲートトランジスタ、80a,8
1a メモリセルアレイ、80b,81bYゲート回
路、83 テスト回路、TG1〜TGm テスト列選択
ゲート、90テスト電圧発生回路、91 比較回路、9
5a,96a メモリセルアレイ、95c,96c テ
ストゲート回路、100a〜100d ロウデコード回
路、102a〜102d ワード線負電圧駆動回路、S
SLDa〜SSLDd 分割副ソース線、111 分離
領域、113 熱酸化膜、119 ソース/副ソース線
領域、120 ゲート電極構造、121,122 マス
ク、123 メモリセル間活性領域、128 熱酸化
膜、129 マスク、130 導電層、WL0〜WL5
ワード線、SST0〜SST5 ソース線選択トラン
ジスタ、SSL0〜SSL2 副ソース線、BL00〜
BL31 ビット線、137a〜137hビット線とな
る導電層、135a〜135h ワード線となる導電
層、141a〜141f 第1のビット線となる導電
層、142a〜142f 第2のビット線となる導電
層、152 フローティングゲート電極層、150 活
性領域、153 分離領域、159a〜159h ビッ
ト線となる導電層、162a〜162d,164a〜1
64d ビット線となる導電層、SA0〜SA3 セン
スアンプ、SSL01〜SSL3m 副ソース線、MS
L0〜MSL3 主ソース線、♯0〜♯3 サブアレイ
領域、B♯i0,B♯i1,B♯j0,B♯j1メモリ
ブロック、SAi0,SAi1,SAj0,SAj1
センスアンプ、B♯0〜B♯k メモリブロック、SA
i,SAj センスアンプ、200 活性領域、202
信号線、216a,216b コンタクト孔、233
フローティングゲート電極導電層、232a 分離絶
縁膜、232b 分離酸化膜、230a,230b 活
性領域、236 レジスト膜、237 ONO膜、23
9横孔、240 ワード線となる導電層、241 層間
絶縁膜、245 レジスト膜。
1, 1a-1f bit line, 2a-2h word line, 3
Main source lines, 4a to 4e Source line selection transistors, 5a to 5d Sub source lines, 21a to 21d main bit lines, 22aa to 22ad, 22ba to 22bd, 22c
a to 22cd, 22da to 22dd sub bit line, 23
aa to 23ad, 23ba to 23bd, 23ca to 23
cd, 23da to 23dd section selection transistor, 44a to 44h source line selection transistor, 43
Main source line, 53 Main source line, 54a to 54f Source line selection transistor, BL bit line, WLa, W
Lb word line, MSL main source line, SSL sub source line, SST source line selection transistor, SBL1
SBLn sub-bit line, MBL1 to MBLn main bit line, C1 to Cm capacitive element, IG1u to IGmu, IG
11 to IGml isolation gate transistor, 80a, 8
1a memory cell array, 80b, 81b Y gate circuit, 83 test circuit, TG1 to TGm test column selection gate, 90 test voltage generation circuit, 91 comparison circuit, 9
5a, 96a Memory cell array, 95c, 96c Test gate circuit, 100a to 100d Row decode circuit, 102a to 102d Word line negative voltage drive circuit, S
SLDa to SSLDd divided sub-source lines, 111 isolation regions, 113 thermal oxide films, 119 source / sub-source line regions, 120 gate electrode structures, 121 and 122 masks, 123 active regions between memory cells, 128 thermal oxide films, 129 masks, 130 conductive layer, WL0-WL5
Word line, SST0 to SST5 Source line selection transistor, SSL0 to SSL2 Sub source line, BL00 to BL00
BL31 bit line, 137a to 137h conductive layer to be a bit line, 135a to 135h conductive layer to be a word line, 141a to 141f conductive layer to be a first bit line, 142a to 142f conductive layer to be a second bit line, 152 floating gate electrode layer, 150 active regions, 153 isolation regions, 159a to 159h conductive layers to be bit lines, 162a to 162d, 164a to 1
64d conductive layer serving as bit line, SA0-SA3 sense amplifier, SSL01-SSL3m sub-source line, MS
L0 to MSL3 main source line, $ 0 to $ 3 subarray area, B $ i0, B $ i1, B $ j0, B $ j1 memory block, SAi0, SAi1, SAj0, SAj1
Sense amplifier, B # 0-B @ k memory block, SA
i, SAj sense amplifier, 200 active area, 202
Signal line, 216a, 216b Contact hole, 233
Floating gate electrode conductive layer, 232a isolation insulating film, 232b isolation oxide film, 230a, 230b active region, 236 resist film, 237 ONO film, 23
9 lateral holes, 240 conductive layers serving as word lines, 241 interlayer insulating film, 245 resist film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/792

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行および列に配列され、各々が第1およ
び第2の導通ノードと制御電極ノードとを有するフロー
ティング型トランジスタからなる複数のメモリセル、 各前記行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリ
セルの制御電極ノードが接続する複数のワード線、 前記列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセ
ルの第1導通ノードが接続する複数のビット線、 各前記行において設けられ、対応の行に配置されたワー
ド線上の信号電圧に応答して選択的に導通し、導通時対
応の行のメモリセルの第2導通ノードへ基準電圧を伝達
するための複数の選択トランジスタ、および前記メモリ
セルのフローティングゲートへの電子の注入動作モード
時、選択メモリセルの第1および第2導通ノード間のチ
ャネル領域に生成される熱電子が該選択メモリセルのフ
ローティングゲートへ注入されかつフローティングゲー
トから電子を引抜く動作モード時には、該選択メモリセ
ルのフローティングゲートとチャネル領域との間にファ
ウラー・ノルドハイム電流が流れるように、前記選択メ
モリセルの接続するワード線およびビット線の電圧を設
定する手段を備える、不揮発性半導体記憶装置。
1. A plurality of memory cells each comprising a floating transistor arranged in rows and columns, each having first and second conduction nodes and a control electrode node. A plurality of word lines connected to control electrode nodes of memory cells in a corresponding row, a plurality of bit lines arranged corresponding to the columns, each connected to a first conduction node of a memory cell in a corresponding column, A plurality of transistors provided in the row for selectively conducting in response to a signal voltage on a word line arranged in the corresponding row, and transmitting a reference voltage to a second conduction node of a memory cell in the corresponding row when conducting; Generated in the channel region between the first and second conduction nodes of the selected memory cell in the operation mode of injecting electrons into the select transistor and the floating gate of the memory cell In the operation mode in which electrons are injected into the floating gate of the selected memory cell and electrons are extracted from the floating gate, the selected memory cell is set so that a Fowler-Nordheim current flows between the floating gate and the channel region of the selected memory cell. A non-volatile semiconductor storage device, comprising: means for setting the voltage of the word line and the bit line to be connected.
【請求項2】 行および列に配列され、各々が、第1お
よび第2の導通ノードと制御電極ノードとを有するフロ
ーティングゲート型トランジスタからなる複数のメモリ
セル、 各前記行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリ
セルの制御電極ノードが接続する複数のワード線、 前記列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセ
ルの第1導通ノードが接続する複数のビット線、 各前記行において設けられ、対応の行に配置されたワー
ド線上の信号電圧に応答して選択的に導通し、導通時対
応の行のメモリセルの第2導通ノードへ基準電圧を伝達
するための複数の選択トランジスタ、およびメモリセル
のフローティングゲートへの電子の注入を行なう動作モ
ード時、選択メモリセルの第1および第2導通ノード間
のチャネル領域と対応のフローティングゲートとの間で
ファウラー・ノルドハイム電流が流れかつフローティン
グゲートからの電子の引抜き動作モード時、前記フロー
ティングゲートと第1導通ノードとの間にファウラー・
ノルドハイムトンネリング電流が流れるように、選択的
に選択メモリセルに接続するワード線およびビット線の
電圧を設定する手段を備える、不揮発性半導体記憶装
置。
2. A plurality of memory cells arranged in rows and columns, each including a floating gate transistor having first and second conduction nodes and a control electrode node, and arranged corresponding to each row. A plurality of word lines each connected to a control electrode node of a memory cell of a corresponding row; a plurality of bit lines arranged corresponding to the column and connected to a first conduction node of a memory cell of a corresponding column. Provided in each of the rows, selectively conducting in response to a signal voltage on a word line arranged in the corresponding row, and transmitting a reference voltage to a second conduction node of a memory cell in the corresponding row when conducting. In the operation mode of injecting electrons into the floating gates of the plurality of select transistors and the memory cell, the memory cell corresponds to the channel region between the first and second conductive nodes of the selected memory cell A Fowler-Nordheim current flows between the floating gate and the first conduction node between the floating gate and the first conduction node in an operation for extracting electrons from the floating gate.
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: means for selectively setting voltages of a word line and a bit line connected to a selected memory cell so that a Nordheim tunneling current flows.
【請求項3】 前記基準電圧は、動作モードにかかわら
ず一定の電圧レベルに保持される電圧である、請求項1
または2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The reference voltage according to claim 1, wherein the reference voltage is a voltage maintained at a constant voltage level regardless of an operation mode.
Or the nonvolatile semiconductor memory device according to 2.
【請求項4】 各前記選択トランジスタは、フローティ
ングゲート型電界効果トランジスタで構成される、請求
項1または2記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein each of said select transistors is constituted by a floating gate type field effect transistor.
【請求項5】 各前記選択トランジスタは、前記メモリ
セルと同じ書込および消去特性を有する、請求項4記載
の不揮発性半導体記憶装置。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein each of said select transistors has the same write and erase characteristics as said memory cell.
【請求項6】 前記フローティングゲートへの電子の注
入を行なう動作モード時、前記選択メモリセルと同じ行
に配置された選択トランジスタは、該同じ行のメモリセ
ルがすべてフローティングゲートに電子を注入されると
きそのフローティングゲートへ電子が注入されるように
前記基準電圧のレベルを設定する手段をさらに含む、請
求項4記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. In an operation mode in which electrons are injected into the floating gate, in a select transistor arranged in the same row as the selected memory cell, all the memory cells in the same row have electrons injected into the floating gate. 5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, further comprising means for setting the level of said reference voltage so that electrons are injected into said floating gate.
【請求項7】 前記フローティングゲートからの電子を
引抜く動作モード時、前記選択メモリセルと同じ行に配
置された選択トランジスタのフローティングゲートから
電子を引抜くように、前記基準電圧のレベルを設定する
手段をさらに備える、請求項4記載の不揮発性半導体記
憶装置。
7. In the operation mode for extracting electrons from the floating gate, the level of the reference voltage is set such that electrons are extracted from the floating gate of a select transistor arranged on the same row as the selected memory cell. 5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, further comprising: means.
【請求項8】 各前記ビット線は、各々に複数のメモリ
セルの第1導通ノートが接続する複数の副ビット線と、
前記複数の副ビット線に共通に設けられる主ビット線と
を有し、 前記主ビット線を所定の電圧レベルに充電する手段と、 前記主ビット線の所定電圧レベルに充電後、前記主ビッ
ト線と前記複数の副ビット線の選択された副ビット線と
を接続し、前記主ビット線上の電圧を前記所定電圧と比
較する手段をさらに備える、請求項1または2記載の不
揮発性半導体記憶装置。
8. Each of the bit lines includes a plurality of sub-bit lines each connected to a first conduction note of a plurality of memory cells,
Means for charging the main bit line to a predetermined voltage level, and means for charging the main bit line to a predetermined voltage level, wherein the main bit line is charged to a predetermined voltage level of the main bit line. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: means for connecting a selected one of the plurality of sub-bit lines to a selected one of the sub-bit lines, and comparing a voltage on the main bit line with the predetermined voltage.
【請求項9】 前記複数のビット線に含まれる測定対象
の被判定ビット線と実質的に同じ容量値を有する容量手
段、 前記容量手段を所定電圧レベルに充電する手段、 前記容量手段と前記被判定ビット線とを接続しかつ前記
被判定ビット線の電圧を基準値と比較する手段とをさら
に備える、請求項1または2記載の不揮発性半導体記憶
装置。
9. A capacitance means having substantially the same capacitance value as a bit line to be measured included in the plurality of bit lines, a means for charging the capacitance means to a predetermined voltage level, 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: means for connecting to a determination bit line and comparing a voltage of said bit line to be determined with a reference value.
【請求項10】 前記容量手段は、前記複数のビット線
に含まれる特定のビット線である、請求項9記載の不揮
発性半導体記憶装置。
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said capacitance means is a specific bit line included in said plurality of bit lines.
【請求項11】 前記複数のビット線の選択された2本
のビット線をそれぞれ所定電圧レベルに充電された容量
手段に結合する手段と、 前記2本のビット線の前記容量手段との結合後、前記2
本のビット線の電圧が同じレベルであるか否かを判別す
る手段をさらに備える、請求項1または2記載の不揮発
性半導体記憶装置。
11. A means for coupling selected two bit lines of the plurality of bit lines to a capacitance means charged to a predetermined voltage level respectively, and after coupling the two bit lines to the capacitance means. , Said 2
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: means for determining whether or not the voltages of the bit lines are at the same level.
【請求項12】 各々が所定数の行のメモリセルに共通
に設けられ、対応の所定数の行に設けられた選択トラン
ジスタからの基準電圧を該対応の所定数の行のメモリセ
ルの第2導通ノードへ伝達するための複数の基準電圧伝
達線と、 データ読出モード時、選択ワード線を含む所定数の行の
組において該所定数の行の組の非選択ワード線の電圧を
絶対値において選択ビット線上に伝達する電圧よりも小
さくかつ前記選択ワード線上の電圧と極性の異なる電圧
レベルに設定する手段をさらに備える、請求項1または
2記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. Each of the memory cells of a predetermined number of rows is provided in common, and a reference voltage from a selection transistor provided in the corresponding predetermined number of rows is used as a second voltage of the memory cells of the corresponding predetermined number of rows. A plurality of reference voltage transmission lines for transmitting to the conduction node; and in a data read mode, a voltage of an unselected word line of the predetermined number of rows in a predetermined number of rows including a selected word line in absolute value. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: means for setting a voltage level lower than a voltage transmitted to a selected bit line and having a polarity different from that of a voltage on said selected word line.
【請求項13】 前記複数のワード線各々に対応してか
つ互いに別々に設けられ、各々が対応の行の選択トラン
ジスタからの基準電圧を対応の行のメモリセルの第2導
通ノードへ伝達する複数の基準電圧伝達線をさらに備え
る、請求項1または2記載の不揮発性半導体記憶装置。
13. A plurality of word lines provided corresponding to each of the plurality of word lines and separately from each other, each transmitting a reference voltage from a selection transistor in a corresponding row to a second conduction node of a memory cell in the corresponding row. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a reference voltage transmission line.
【請求項14】 各前記列のメモリセルは、複数のグル
ープに分割され、前記複数のビット線は、各列において
複数のグループに対応して配置されかつ各々に対応のグ
ループのメモリセルが接続する複数のビット線を備え、
前記複数のグループは、隣接行のメモリセルが異なるグ
ループに属するようにグループ化される、請求項1また
は2記載の不揮発性半導体記憶装置。
14. The memory cells of each column are divided into a plurality of groups, and the plurality of bit lines are arranged corresponding to a plurality of groups in each column, and the memory cells of the corresponding groups are respectively connected. A plurality of bit lines,
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said plurality of groups are grouped such that memory cells in adjacent rows belong to different groups.
【請求項15】 隣接する2行の組各々に対応して配置
され、各々が対応の組の行の選択トランジスタからの基
準電圧を対応の隣接する2行のメモリセルへ伝達する複
数の基準電圧伝達線をさらに備え、 前記複数のビット線は、各列に2本ずつ配置されかつ同
一列の基準電圧伝達線を共有する行のメモリセルは異な
るビット線に接続される、請求項1または2記載の不揮
発性半導体記憶装置。
15. A plurality of reference voltages arranged corresponding to each of two adjacent sets of rows, each transmitting a reference voltage from a selection transistor of the corresponding set of rows to corresponding two adjacent rows of memory cells. 3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a transmission line, wherein the plurality of bit lines are arranged two in each column, and memory cells in a row sharing the same column reference voltage transmission line are connected to different bit lines. 14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項16】 前記行に対応して配置され、各々が対
応の行の選択トランジスタからの基準電圧を対応の行の
メモリセルの第2導通ノードへ伝達するための、前記メ
モリセルが形成される基板よりも上層に形成される導電
性配線層をさらに備える、請求項1または2記載の不揮
発性半導体記憶装置。
16. The memory cells are formed corresponding to the rows, each for transmitting a reference voltage from a select transistor in the corresponding row to a second conduction node of a memory cell in the corresponding row. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a conductive wiring layer formed above the substrate.
【請求項17】 前記配線層は、シート抵抗が20Ω/
□以下である、請求項16記載の不揮発性半導体記憶装
置。
17. The wiring layer has a sheet resistance of 20Ω /.
□ The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 16, wherein
【請求項18】 同一列において前記複数のグループ各
々に対応して配置されるビット線は、異なる配線層に形
成される導電配線を備える、請求項14記載の不揮発性
半導体記憶装置。
18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 14, wherein the bit lines arranged corresponding to each of said plurality of groups in the same column include conductive wires formed in different wiring layers.
【請求項19】 前記同一列の2本のビット線は、互い
に異なる配線層に形成される配線を備える、請求項15
記載の不揮発性半導体記憶装置。
19. The semiconductor device according to claim 15, wherein the two bit lines in the same column include wirings formed in different wiring layers.
14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項20】 前記複数のグループ各々に対応して配
置されるビット線各々は、互いに異なる配線層に形成さ
れる導電性配線を含み、行方向に隣接するビット線部分
は互いに異なる配線層に形成された配線を備える、請求
項14記載の不揮発性半導体記憶装置。
20. Each of bit lines arranged corresponding to each of the plurality of groups includes a conductive wiring formed on a different wiring layer, and bit line portions adjacent in the row direction are formed on different wiring layers. 15. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 14, comprising a formed wiring.
【請求項21】 メモリセルが形成される活性領域は、
ビット線延在方向に沿って2列に整列するようにずらせ
て配置される、請求項14または15記載の不揮発性半
導体記憶装置。
21. An active region in which a memory cell is formed,
16. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 14, wherein the non-volatile semiconductor memory device is arranged so as to be shifted in two rows along the bit line extending direction.
【請求項22】 ビット線延在方向において隣接する2
つのメモリセルがビット線に対する電気的接続をとるた
めのコンタクト孔を共有し、メモリセルが形成される活
性領域は、前記ビット線延在方向に沿って2個のメモリ
セルごとにワード線延在方向に1セル分ずらせて配置さ
れる、請求項21記載の不揮発性半導体記憶装置。
22. Two adjacent pixels in the bit line extending direction
One memory cell shares a contact hole for making an electrical connection to a bit line, and an active region in which a memory cell is formed has a word line extending for every two memory cells along the bit line extending direction. 22. The non-volatile semiconductor storage device according to claim 21, wherein the non-volatile semiconductor storage device is arranged so as to be shifted by one cell in the direction.
【請求項23】 各前記選択トランジスタに前記基準電
圧を伝達するための主基準電圧線と、 データ読出動作モード時、前記主基準電圧線を流れる電
流を検知してデータ読出を行なうセンス手段をさらに備
える、請求項1または2記載の不揮発性半導体記憶装
置。
23. A semiconductor device further comprising: a main reference voltage line for transmitting the reference voltage to each of the selection transistors; and a sense unit for reading data by detecting a current flowing through the main reference voltage line in a data read operation mode. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising:
【請求項24】 行および列に配列され、各々が制御電
極とフローティングゲートと前記制御電極とフローティ
ングゲートとの間に形成される第1のエッチャントに対
しエッチング速度の低い絶縁膜とを有するフローティン
グゲート型電界効果トランジスタからなる複数の不揮発
性メモリセルと、各前記行に対応して配置され、各々に
対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、各
前記行に配置され、各々が対応の行のワード線の電圧に
従って導通し、導通時対応の行のメモリセルへ基準電圧
を伝達する選択トランジスタとを含む不揮発性半導体記
憶装置の製造方法であって、 前記選択トランジスタを形成するための領域と前記メモ
リセルを形成するための領域との境界領域において、前
記第1のエッチャントを用いて湿式エッチングを行なっ
て前記絶縁膜を除去する第1の工程と、 前記第1の工程の後、前記ワード線を形成する第2の工
程と、 前記第2の工程の後、前記選択トランジスタを形成する
ための領域をマスクし、前記第1工程でエッチングが行
なわれた領域を含む領域に対してエッチングを行なって
少なくとも前記絶縁膜をエッチング除去する第3の工程
とを含む、不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
24. A floating gate arranged in rows and columns, each having a control electrode and a floating gate, and an insulating film having a low etching rate with respect to a first etchant formed between the control electrode and the floating gate. A plurality of non-volatile memory cells comprising field-effect transistors, a plurality of word lines arranged corresponding to each row, and a plurality of word lines respectively connected to the memory cells of the corresponding row, each arranged in each of the rows, A selection transistor that conducts according to the voltage of the word line in the corresponding row and transmits a reference voltage to the memory cells in the corresponding row when conducting, the method comprising the steps of: In the boundary region between the region for forming the memory cell and the region for forming the memory cell, the wet etching is performed using the first etchant. A second step of forming the word line after the first step, and a step of forming the select transistor after the second step. A third step of masking the region and etching the region including the region etched in the first step to remove at least the insulating film by etching. Method.
【請求項25】 行および列に配列され、各々がフロー
ティングゲート型電界効果型トランジスタからなる複数
の不揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各
々に対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線
と、各行に配置され、各々が対応の行のワード線の信号
電圧に応答して導通し、導通時基準電圧を伝達するため
の複数の選択トランジスタと、前記ワード線各々に対応
して設けられ、各々が対応のトランジスタからの基準電
圧を該対応のワード線に接続するメモリセルへ伝達する
複数の基準電圧伝達線とを含む不揮発性半導体記憶装置
の製造方法であって、前記複数のメモリセルの各々は、
第1の導通ノードと、対応の基準電圧伝達線に接続する
第2の導通ノードとを有し、 列方向において隣接するメモリセルの第2導通ノード形
成領域に対し、第1導電型ドーパントを注入して、前記
第2導通ノードおよび前記基準電圧伝達線を形成する第
1の工程と、 前記第1工程の後、選択的に、前記第2導通ノード間の
領域に第2導電型のドーパントを注入して前記注入され
た第1導電型ドーパントを相殺して第2導通ノード分離
領域を形成する工程とを含む、不揮発性半導体記憶装置
の製造方法。
25. A plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns, each of which is composed of a floating gate type field effect transistor, and arranged in correspondence with each row, and connected to each of the memory cells in the corresponding row. A plurality of word lines, a plurality of selection transistors arranged in each row, each conducting in response to a signal voltage of a word line in a corresponding row, and transmitting a reference voltage at the time of conduction; And a plurality of reference voltage transmission lines each transmitting a reference voltage from a corresponding transistor to a memory cell connected to the corresponding word line. Each of the plurality of memory cells is
A first conduction node, a second conduction node connected to a corresponding reference voltage transmission line, and a first conductivity type dopant implanted into a second conduction node formation region of a memory cell adjacent in the column direction And a first step of forming the second conduction node and the reference voltage transmission line; and, after the first step, selectively adding a second conductivity type dopant to a region between the second conduction nodes. Implanting and canceling the implanted first conductivity type dopant to form a second conduction node isolation region.
【請求項26】 行および列に配列され、各々がフロー
ティングゲート型電界効果型トランジスタからなる複数
の不揮発性メモリセルと、各行に配置され、各々に対応
の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、各行に
配置され、各々が対応の行のワード線の信号電圧に応答
して導通し、導通時基準電圧を伝達する複数の選択トラ
ンジスタと、各ワード線各々に対応して設けられ、各々
が対応の選択トランジスタからの基準電圧を該対応のワ
ード線に接続するメモリセルへ伝達する複数の基準電圧
伝達線とを含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法であ
って、各前記メモリセルは、第1導通ノードと、対応の
基準電圧伝達線に接続する第2の導通ノードとを有し、 列方向において隣接するメモリセルの第2導通ノード形
成領域の間に配置される分離領域をマスクして、高濃度
のイオン注入を行なって第2導通ノードおよび基準電圧
伝達線を形成する工程を備える、不揮発性半導体記憶装
置の製造方法。
26. A plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns, each of which is composed of a floating gate type field effect transistor, and a plurality of words arranged in each row and connected to memory cells of a corresponding row, respectively. And a plurality of selection transistors arranged in each row, each conducting in response to a signal voltage of a word line in the corresponding row, and transmitting a reference voltage at the time of conduction, and provided for each word line, A plurality of reference voltage transmission lines each transmitting a reference voltage from a corresponding select transistor to a memory cell connected to the corresponding word line, wherein each of the memory cells is , A first conduction node and a second conduction node connected to a corresponding reference voltage transmission line, and are arranged between the second conduction node forming regions of memory cells adjacent in the column direction. Mask the isolation region comprises forming a second conduction node and the reference voltage transmission line by performing high-concentration ion implantation method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項27】 行および列に配列され、各々がフロー
ティングゲート型電界効果トランジスタからなる複数の
不揮発性メモリセルと、各行に対応して配置され、各々
に対応の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、
各行に配置され、各々が対応の行のワード線の信号電圧
に応答して導通し、導通時基準電圧を伝達する複数の選
択トランジスタと、各行に対応して配置され、各々が対
応の選択トランジスタからの基準電圧を対応の行のメモ
リセルへ伝達する複数の基準電圧伝達線とを含む不揮発
性半導体記憶装置の製造方法であって、各前記メモリセ
ルは第1導通ノードと、対応の基準電圧伝達線に接続す
る第2導通ノードとを有し、 前記列の延在方向において隣接するメモリセルの第2導
通ノード形成領域の間の分離領域に選択的に熱酸化膜を
形成する工程と、 前記熱酸化膜をマスクとしてイオン注入を行なって前記
第2導通ノードおよび対応の基準電圧伝達線を形成する
工程とを備える、不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
27. A plurality of nonvolatile memory cells arranged in rows and columns, each including a floating gate type field effect transistor, and a plurality of nonvolatile memory cells arranged corresponding to each row, each of which is connected to a memory cell in a corresponding row. Word line and
A plurality of selection transistors arranged in each row, each conducting in response to a signal voltage of a word line in the corresponding row and transmitting a reference voltage when conducting, and a plurality of selection transistors arranged in each row, each corresponding to a corresponding selection transistor And a plurality of reference voltage transmission lines for transmitting a reference voltage from memory cell to a corresponding row of memory cells, wherein each of the memory cells has a first conduction node and a corresponding reference voltage. A second conductive node connected to a transmission line, and a step of selectively forming a thermal oxide film in an isolation region between the second conductive node formation regions of the memory cells adjacent in the extending direction of the column; Forming the second conduction node and a corresponding reference voltage transmission line by performing ion implantation using the thermal oxide film as a mask.
【請求項28】 前記熱酸化膜を選択的に形成する工程
は、列方向において隣接するメモリセルの第2導通ノー
ド形成領域間の領域全体にわたって第1の熱酸化膜を形
成するステップと、 前記分離領域を除いて前記第1の熱酸化膜をエッチング
除去して前記第2導通ノードおよび基準電圧伝達線形成
領域を露出させるステップとを含む、請求項27記載の
不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
28. The step of selectively forming a thermal oxide film, comprising: forming a first thermal oxide film over an entire region between second conductive node formation regions of memory cells adjacent in a column direction; 28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising: exposing the second conductive node and the reference voltage transmission line forming region by etching and removing the first thermal oxide film except for the isolation region. .
JP12910298A 1998-05-12 1998-05-12 Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same Withdrawn JPH11330426A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12910298A JPH11330426A (en) 1998-05-12 1998-05-12 Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same
US09/184,865 US6144584A (en) 1998-05-12 1998-11-03 Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12910298A JPH11330426A (en) 1998-05-12 1998-05-12 Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11330426A true JPH11330426A (en) 1999-11-30

Family

ID=15001127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12910298A Withdrawn JPH11330426A (en) 1998-05-12 1998-05-12 Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6144584A (en)
JP (1) JPH11330426A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006127749A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Electronics Co Ltd Page buffer and nonvolatile memory device including page buffer
JP2008053651A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US8072806B2 (en) 2008-06-30 2011-12-06 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device and method for driving semiconductor memory device
JP2013178865A (en) * 2012-02-29 2013-09-09 Renesas Electronics Corp Semiconductor device
KR20150064552A (en) * 2013-12-03 2015-06-11 삼성전자주식회사 Resistive memory device capable of increasing sensing margin by controlling interface state of cell transistors

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3561012B2 (en) * 1994-11-07 2004-09-02 株式会社ルネサステクノロジ Semiconductor integrated circuit device
JP2000276890A (en) * 1999-03-24 2000-10-06 Nec Corp Non-volatile semiconductor memory
US6151248A (en) * 1999-06-30 2000-11-21 Sandisk Corporation Dual floating gate EEPROM cell array with steering gates shared by adjacent cells
JP2001028427A (en) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp Nonvolatile semiconductor memory
US6363014B1 (en) * 2000-10-23 2002-03-26 Advanced Micro Devices, Inc. Low column leakage NOR flash array-single cell implementation
US6629309B1 (en) * 2001-06-27 2003-09-30 Lsi Logic Corporation Mask-programmable ROM cell
DE10137120B4 (en) * 2001-07-30 2009-02-19 Infineon Technologies Ag Operating mode of a drive circuit of a memory cell array
US7476925B2 (en) 2001-08-30 2009-01-13 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of metal oxide and/or low asymmetrical tunnel barrier interploy insulators
US7068544B2 (en) * 2001-08-30 2006-06-27 Micron Technology, Inc. Flash memory with low tunnel barrier interpoly insulators
US6963103B2 (en) 2001-08-30 2005-11-08 Micron Technology, Inc. SRAM cells with repressed floating gate memory, low tunnel barrier interpoly insulators
KR100476928B1 (en) * 2002-08-14 2005-03-16 삼성전자주식회사 Flash memory array having source line free from bitline coupling and loading effect
US7382659B2 (en) * 2002-10-15 2008-06-03 Halo Lsi, Inc. Twin insulator charge storage device operation and its fabrication method
TWI283143B (en) * 2002-12-03 2007-06-21 Au Optronics Corp Structure and method for reducing the resistance of power line, suitable for use in a LED displayer
JP2005092963A (en) * 2003-09-16 2005-04-07 Renesas Technology Corp Nonvolatile memory
US7374964B2 (en) * 2005-02-10 2008-05-20 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of CeO2/Al2O3 films as gate dielectrics
JP4679299B2 (en) * 2005-08-18 2011-04-27 富士通セミコンダクター株式会社 INSPECTION METHOD, INSPECTION DEVICE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD
KR100714485B1 (en) * 2005-08-23 2007-05-07 삼성전자주식회사 Non volatile semiconductor memory device
US7410910B2 (en) 2005-08-31 2008-08-12 Micron Technology, Inc. Lanthanum aluminum oxynitride dielectric films
US7212458B1 (en) * 2005-10-25 2007-05-01 Sigmatel, Inc. Memory, processing system and methods for use therewith
EP1804292A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-04 STMicroelectronics S.r.l. Non volatile memory and corresponding manufacturing process
US7972974B2 (en) 2006-01-10 2011-07-05 Micron Technology, Inc. Gallium lanthanide oxide films
JP5051342B2 (en) * 2006-07-12 2012-10-17 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド Nonvolatile semiconductor memory and driving method thereof
JP2008071384A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Elpida Memory Inc Semiconductor storage device
JP2009157975A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Spansion Llc Semiconductor device and control method thereof
US8120956B2 (en) * 2009-05-12 2012-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Single-transistor EEPROM array and operation methods
US8681558B2 (en) 2009-10-07 2014-03-25 Spansion Llc Parallel bitline nonvolatile memory employing channel-based processing technology
US8531885B2 (en) * 2010-05-28 2013-09-10 Aplus Flash Technology, Inc. NAND-based 2T2b NOR flash array with a diode connection to cell's source node for size reduction using the least number of metal layers
KR102056893B1 (en) * 2012-08-24 2019-12-17 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device
KR20140071824A (en) * 2012-12-04 2014-06-12 에스케이하이닉스 주식회사 Test method for open defect and semiconductor memory device using the same
JP5838488B1 (en) * 2014-04-22 2016-01-06 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッドUnisantis Electronics Singapore Pte Ltd. Semiconductor device
KR102480015B1 (en) * 2015-12-11 2022-12-21 삼성전자 주식회사 Nonvolatile memory devices and methods of operating nonvolatile memory device
JP6640030B2 (en) * 2016-06-06 2020-02-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Memory macro and semiconductor integrated circuit device
US10276248B1 (en) * 2017-12-20 2019-04-30 Sandisk Technologies Llc Early ramp down of dummy word line voltage during read to suppress select gate transistor downshift
CN111724847A (en) * 2020-06-03 2020-09-29 厦门半导体工业技术研发有限公司 Semiconductor integrated circuit device and method of using the same
CN113192549B (en) * 2021-05-14 2022-05-20 长江存储科技有限责任公司 Three-dimensional memory, detection device, three-dimensional memory device and detection method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750556B2 (en) * 1985-06-26 1995-05-31 日本電気株式会社 Semiconductor memory device
JP3004043B2 (en) * 1990-10-23 2000-01-31 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
US5400276A (en) * 1993-03-17 1995-03-21 Fujitsu Limited Electrically erasable nonvolatile semiconductor memory that permits data readout despite the occurrence of over-erased memory cells
JP3128383B2 (en) * 1993-03-17 2001-01-29 富士通株式会社 Nonvolatile semiconductor memory device
JP2661520B2 (en) * 1993-10-06 1997-10-08 日本電気株式会社 Multi-cavity klystron
JPH07226097A (en) * 1994-02-15 1995-08-22 Mitsubishi Electric Corp Non-volatile semiconductor memory
JPH10134579A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Sanyo Electric Co Ltd Nonvolatile semiconductor memory
US5923585A (en) * 1997-01-10 1999-07-13 Invox Technology Source biasing in non-volatile memory having row-based sectors

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006127749A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Electronics Co Ltd Page buffer and nonvolatile memory device including page buffer
US8174888B2 (en) 2004-10-28 2012-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Page-buffer and non-volatile semiconductor memory including page buffer
US8493785B2 (en) 2004-10-28 2013-07-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Page-buffer and non-volatile semiconductor memory including page buffer
JP2008053651A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US8154069B2 (en) 2006-08-28 2012-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba NAND flash memory with selection transistor having two-layer inter-layer insulation film
US8349720B2 (en) 2006-08-28 2013-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory and manufacturing method thereof
US8072806B2 (en) 2008-06-30 2011-12-06 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device and method for driving semiconductor memory device
US8233321B2 (en) 2008-06-30 2012-07-31 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device and method for driving semiconductor memory device
US8259495B2 (en) 2008-06-30 2012-09-04 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device and method for driving semiconductor memory device
JP2013178865A (en) * 2012-02-29 2013-09-09 Renesas Electronics Corp Semiconductor device
KR20150064552A (en) * 2013-12-03 2015-06-11 삼성전자주식회사 Resistive memory device capable of increasing sensing margin by controlling interface state of cell transistors

Also Published As

Publication number Publication date
US6144584A (en) 2000-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11330426A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same
JP3452465B2 (en) EEPROM and programming method thereof
JP3167919B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory having NAND structure and method of programming the same
US6556481B1 (en) 3-step write operation nonvolatile semiconductor one-transistor, nor-type flash EEPROM memory cell
US8441855B2 (en) Strings of memory cells having string select gates, memory devices incorporating such strings, and methods of accessing and forming the same
US20030185051A1 (en) Apparatus and method for programming virtual ground nonvolatile memory cell array without disturbing adjacent cells
US7751243B2 (en) Semiconductor memory device provided with MOS transistor having charge accumulation layer and control gate and data write method of NAND flash memory
KR20040097313A (en) Algorithm dynamic reference programming
JP3093649B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US5400279A (en) Nonvolatile semiconductor memory device with NAND cell structure
JPH0836890A (en) Semiconductor non-volatile memory
US6091632A (en) Nonvolatile semiconductor storage device having a plurality of blocks of memory cell transistors formed on respective wells isolated from each other
JPH1145986A (en) Non-volatile semiconductor storage device
JP6475777B2 (en) Field sub bit line NOR flash array
KR100765011B1 (en) Semiconductor integrated circuit device
US6597604B2 (en) Flash memory cell array and method for programming and erasing data using the same
US5953250A (en) Flash memory array and decoding architecture
JPH11233743A (en) Non-volatile semiconductor storage device
USRE37419E1 (en) Flash memory array and decoding architecture
JP3692664B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP2960377B2 (en) Memory cell array
JP2637127B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP2003086720A (en) Non-volatile semiconductor memory
JP2003059279A (en) Semiconductor memory
JPH1056091A (en) Nonvolatile semiconductor storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802